slub: Acquire_slab() avoid loop
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/proc_fs.h>
20 #include <linux/seq_file.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31 #include <linux/stacktrace.h>
32 #include <linux/prefetch.h>
33
34 #include <trace/events/kmem.h>
35
36 /*
37  * Lock order:
38  *   1. slub_lock (Global Semaphore)
39  *   2. node->list_lock
40  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
41  *
42  *   slub_lock
43  *
44  *   The role of the slub_lock is to protect the list of all the slabs
45  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
46  *
47  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
48  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
49  *   double word in the page struct. Meaning
50  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
51  *      B. page->counters       -> Counters of objects
52  *      C. page->frozen         -> frozen state
53  *
54  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
55  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
56  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
57  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
58  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
59  *
60  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
61  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
62  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
63  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
64  *   modified without taking the list lock).
65  *
66  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
67  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
68  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
69  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
70  *   the list lock.
71  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
72  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
73  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
74  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
75  *
76  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
77  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
78  *
79  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
80  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
81  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
82  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
83  * cannot scan all objects.
84  *
85  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
86  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
87  * fast frees and allocs.
88  *
89  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
90  *
91  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
92  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
93  *                      such as satisfying allocations for a specific
94  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
95  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
96  *                      list operations. It is up to the processor holding
97  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
98  *                      when the slab is no longer needed.
99  *
100  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
101  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
102  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
103  *                      freelist that allows lockless access to
104  *                      free objects in addition to the regular freelist
105  *                      that requires the slab lock.
106  *
107  * PageError            Slab requires special handling due to debug
108  *                      options set. This moves slab handling out of
109  *                      the fast path and disables lockless freelists.
110  */
111
112 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
113                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
114
115 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
116 {
117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
118         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
119 #else
120         return 0;
121 #endif
122 }
123
124 /*
125  * Issues still to be resolved:
126  *
127  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
128  *
129  * - Variable sizing of the per node arrays
130  */
131
132 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
133 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
134
135 /* Enable to log cmpxchg failures */
136 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
137
138 /*
139  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
140  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
141  */
142 #define MIN_PARTIAL 5
143
144 /*
145  * Maximum number of desirable partial slabs.
146  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
147  * sort the partial list by the number of objects in the.
148  */
149 #define MAX_PARTIAL 10
150
151 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
152                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
153
154 /*
155  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
156  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
157  * metadata.
158  */
159 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
160
161 /*
162  * Set of flags that will prevent slab merging
163  */
164 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
165                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
166                 SLAB_FAILSLAB)
167
168 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
169                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
170
171 #define OO_SHIFT        16
172 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
173 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
174
175 /* Internal SLUB flags */
176 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
177 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
178
179 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
180
181 #ifdef CONFIG_SMP
182 static struct notifier_block slab_notifier;
183 #endif
184
185 static enum {
186         DOWN,           /* No slab functionality available */
187         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
188         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
189         SYSFS           /* Sysfs up */
190 } slab_state = DOWN;
191
192 /* A list of all slab caches on the system */
193 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
194 static LIST_HEAD(slab_caches);
195
196 /*
197  * Tracking user of a slab.
198  */
199 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
200 struct track {
201         unsigned long addr;     /* Called from address */
202 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
203         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
204 #endif
205         int cpu;                /* Was running on cpu */
206         int pid;                /* Pid context */
207         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
208 };
209
210 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
211
212 #ifdef CONFIG_SYSFS
213 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
214 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
215 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
216
217 #else
218 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
219 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
220                                                         { return 0; }
221 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
222 {
223         kfree(s->name);
224         kfree(s);
225 }
226
227 #endif
228
229 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
230 {
231 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
232         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
233 #endif
234 }
235
236 /********************************************************************
237  *                      Core slab cache functions
238  *******************************************************************/
239
240 int slab_is_available(void)
241 {
242         return slab_state >= UP;
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
246 {
247         return s->node[node];
248 }
249
250 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
251 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
252                                 struct page *page, const void *object)
253 {
254         void *base;
255
256         if (!object)
257                 return 1;
258
259         base = page_address(page);
260         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
261                 (object - base) % s->size) {
262                 return 0;
263         }
264
265         return 1;
266 }
267
268 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
269 {
270         return *(void **)(object + s->offset);
271 }
272
273 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         prefetch(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
279 {
280         void *p;
281
282 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
283         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
284 #else
285         p = get_freepointer(s, object);
286 #endif
287         return p;
288 }
289
290 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
291 {
292         *(void **)(object + s->offset) = fp;
293 }
294
295 /* Loop over all objects in a slab */
296 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
297         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
298                         __p += (__s)->size)
299
300 /* Determine object index from a given position */
301 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
302 {
303         return (p - addr) / s->size;
304 }
305
306 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
307 {
308 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
309         /*
310          * Debugging requires use of the padding between object
311          * and whatever may come after it.
312          */
313         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
314                 return s->objsize;
315
316 #endif
317         /*
318          * If we have the need to store the freelist pointer
319          * back there or track user information then we can
320          * only use the space before that information.
321          */
322         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
323                 return s->inuse;
324         /*
325          * Else we can use all the padding etc for the allocation
326          */
327         return s->size;
328 }
329
330 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
331 {
332         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
333 }
334
335 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
336                 unsigned long size, int reserved)
337 {
338         struct kmem_cache_order_objects x = {
339                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
340         };
341
342         return x;
343 }
344
345 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
346 {
347         return x.x >> OO_SHIFT;
348 }
349
350 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
351 {
352         return x.x & OO_MASK;
353 }
354
355 /*
356  * Per slab locking using the pagelock
357  */
358 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
359 {
360         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
361 }
362
363 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
364 {
365         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
366 }
367
368 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
369 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
370                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
371                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
372                 const char *n)
373 {
374         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
375 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
376     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
377         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
378                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
379                         freelist_old, counters_old,
380                         freelist_new, counters_new))
381                 return 1;
382         } else
383 #endif
384         {
385                 slab_lock(page);
386                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
387                         page->freelist = freelist_new;
388                         page->counters = counters_new;
389                         slab_unlock(page);
390                         return 1;
391                 }
392                 slab_unlock(page);
393         }
394
395         cpu_relax();
396         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
397
398 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
399         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
400 #endif
401
402         return 0;
403 }
404
405 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
406                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
407                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
408                 const char *n)
409 {
410 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
411     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
412         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
413                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
414                         freelist_old, counters_old,
415                         freelist_new, counters_new))
416                 return 1;
417         } else
418 #endif
419         {
420                 unsigned long flags;
421
422                 local_irq_save(flags);
423                 slab_lock(page);
424                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
425                         page->freelist = freelist_new;
426                         page->counters = counters_new;
427                         slab_unlock(page);
428                         local_irq_restore(flags);
429                         return 1;
430                 }
431                 slab_unlock(page);
432                 local_irq_restore(flags);
433         }
434
435         cpu_relax();
436         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
437
438 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
439         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
440 #endif
441
442         return 0;
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
446 /*
447  * Determine a map of object in use on a page.
448  *
449  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
450  * not vanish from under us.
451  */
452 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
453 {
454         void *p;
455         void *addr = page_address(page);
456
457         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
458                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
459 }
460
461 /*
462  * Debug settings:
463  */
464 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
465 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
466 #else
467 static int slub_debug;
468 #endif
469
470 static char *slub_debug_slabs;
471 static int disable_higher_order_debug;
472
473 /*
474  * Object debugging
475  */
476 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
477 {
478         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
479                         length, 1);
480 }
481
482 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483         enum track_item alloc)
484 {
485         struct track *p;
486
487         if (s->offset)
488                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
489         else
490                 p = object + s->inuse;
491
492         return p + alloc;
493 }
494
495 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
496                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
497 {
498         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
499
500         if (addr) {
501 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
502                 struct stack_trace trace;
503                 int i;
504
505                 trace.nr_entries = 0;
506                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
507                 trace.entries = p->addrs;
508                 trace.skip = 3;
509                 save_stack_trace(&trace);
510
511                 /* See rant in lockdep.c */
512                 if (trace.nr_entries != 0 &&
513                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
514                         trace.nr_entries--;
515
516                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
517                         p->addrs[i] = 0;
518 #endif
519                 p->addr = addr;
520                 p->cpu = smp_processor_id();
521                 p->pid = current->pid;
522                 p->when = jiffies;
523         } else
524                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
525 }
526
527 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
528 {
529         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
530                 return;
531
532         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
533         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
534 }
535
536 static void print_track(const char *s, struct track *t)
537 {
538         if (!t->addr)
539                 return;
540
541         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
542                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
543 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
544         {
545                 int i;
546                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
547                         if (t->addrs[i])
548                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
549                         else
550                                 break;
551         }
552 #endif
553 }
554
555 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
556 {
557         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
558                 return;
559
560         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
561         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
562 }
563
564 static void print_page_info(struct page *page)
565 {
566         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
567                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
568
569 }
570
571 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
572 {
573         va_list args;
574         char buf[100];
575
576         va_start(args, fmt);
577         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
578         va_end(args);
579         printk(KERN_ERR "========================================"
580                         "=====================================\n");
581         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
582         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
583                         "-------------------------------------\n\n");
584 }
585
586 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
587 {
588         va_list args;
589         char buf[100];
590
591         va_start(args, fmt);
592         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
593         va_end(args);
594         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
595 }
596
597 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
598 {
599         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
600         u8 *addr = page_address(page);
601
602         print_tracking(s, p);
603
604         print_page_info(page);
605
606         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
607                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
608
609         if (p > addr + 16)
610                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
611
612         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->objsize,
613                                 PAGE_SIZE));
614         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
615                 print_section("Redzone ", p + s->objsize,
616                         s->inuse - s->objsize);
617
618         if (s->offset)
619                 off = s->offset + sizeof(void *);
620         else
621                 off = s->inuse;
622
623         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
624                 off += 2 * sizeof(struct track);
625
626         if (off != s->size)
627                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
628                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
629
630         dump_stack();
631 }
632
633 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
634                         u8 *object, char *reason)
635 {
636         slab_bug(s, "%s", reason);
637         print_trailer(s, page, object);
638 }
639
640 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
641 {
642         va_list args;
643         char buf[100];
644
645         va_start(args, fmt);
646         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
647         va_end(args);
648         slab_bug(s, "%s", buf);
649         print_page_info(page);
650         dump_stack();
651 }
652
653 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
654 {
655         u8 *p = object;
656
657         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
658                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
659                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
663                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
664 }
665
666 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
667                                                 void *from, void *to)
668 {
669         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
670         memset(from, data, to - from);
671 }
672
673 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
674                         u8 *object, char *what,
675                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
676 {
677         u8 *fault;
678         u8 *end;
679
680         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
681         if (!fault)
682                 return 1;
683
684         end = start + bytes;
685         while (end > fault && end[-1] == value)
686                 end--;
687
688         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
689         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
690                                         fault, end - 1, fault[0], value);
691         print_trailer(s, page, object);
692
693         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
694         return 0;
695 }
696
697 /*
698  * Object layout:
699  *
700  * object address
701  *      Bytes of the object to be managed.
702  *      If the freepointer may overlay the object then the free
703  *      pointer is the first word of the object.
704  *
705  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
706  *      0xa5 (POISON_END)
707  *
708  * object + s->objsize
709  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
710  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
711  *      objsize == inuse.
712  *
713  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
714  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
715  *
716  * object + s->inuse
717  *      Meta data starts here.
718  *
719  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
720  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
721  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
722  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
723  *              before the word boundary.
724  *
725  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
726  *
727  * object + s->size
728  *      Nothing is used beyond s->size.
729  *
730  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
731  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
732  * may be used with merged slabcaches.
733  */
734
735 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
736 {
737         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
738
739         if (s->offset)
740                 /* Freepointer is placed after the object. */
741                 off += sizeof(void *);
742
743         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
744                 /* We also have user information there */
745                 off += 2 * sizeof(struct track);
746
747         if (s->size == off)
748                 return 1;
749
750         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
751                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
752 }
753
754 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
755 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         u8 *start;
758         u8 *fault;
759         u8 *end;
760         int length;
761         int remainder;
762
763         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
764                 return 1;
765
766         start = page_address(page);
767         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
768         end = start + length;
769         remainder = length % s->size;
770         if (!remainder)
771                 return 1;
772
773         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
774         if (!fault)
775                 return 1;
776         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
777                 end--;
778
779         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
780         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
781
782         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
783         return 0;
784 }
785
786 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
787                                         void *object, u8 val)
788 {
789         u8 *p = object;
790         u8 *endobject = object + s->objsize;
791
792         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
793                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
794                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
795                         return 0;
796         } else {
797                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
798                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
799                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
800                 }
801         }
802
803         if (s->flags & SLAB_POISON) {
804                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
805                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
806                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
807                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
808                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
809                         return 0;
810                 /*
811                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
812                  */
813                 check_pad_bytes(s, page, p);
814         }
815
816         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
817                 /*
818                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
819                  * freepointer while object is allocated.
820                  */
821                 return 1;
822
823         /* Check free pointer validity */
824         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
825                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
826                 /*
827                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
828                  * of the free objects in this slab. May cause
829                  * another error because the object count is now wrong.
830                  */
831                 set_freepointer(s, p, NULL);
832                 return 0;
833         }
834         return 1;
835 }
836
837 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
838 {
839         int maxobj;
840
841         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
842
843         if (!PageSlab(page)) {
844                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
845                 return 0;
846         }
847
848         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
849         if (page->objects > maxobj) {
850                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
851                         s->name, page->objects, maxobj);
852                 return 0;
853         }
854         if (page->inuse > page->objects) {
855                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
856                         s->name, page->inuse, page->objects);
857                 return 0;
858         }
859         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
860         slab_pad_check(s, page);
861         return 1;
862 }
863
864 /*
865  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
866  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
867  */
868 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
869 {
870         int nr = 0;
871         void *fp;
872         void *object = NULL;
873         unsigned long max_objects;
874
875         fp = page->freelist;
876         while (fp && nr <= page->objects) {
877                 if (fp == search)
878                         return 1;
879                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
880                         if (object) {
881                                 object_err(s, page, object,
882                                         "Freechain corrupt");
883                                 set_freepointer(s, object, NULL);
884                                 break;
885                         } else {
886                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
887                                 page->freelist = NULL;
888                                 page->inuse = page->objects;
889                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
890                                 return 0;
891                         }
892                         break;
893                 }
894                 object = fp;
895                 fp = get_freepointer(s, object);
896                 nr++;
897         }
898
899         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
900         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
901                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
902
903         if (page->objects != max_objects) {
904                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
905                         "should be %d", page->objects, max_objects);
906                 page->objects = max_objects;
907                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
908         }
909         if (page->inuse != page->objects - nr) {
910                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
911                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
912                 page->inuse = page->objects - nr;
913                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
914         }
915         return search == NULL;
916 }
917
918 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
919                                                                 int alloc)
920 {
921         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
922                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
923                         s->name,
924                         alloc ? "alloc" : "free",
925                         object, page->inuse,
926                         page->freelist);
927
928                 if (!alloc)
929                         print_section("Object ", (void *)object, s->objsize);
930
931                 dump_stack();
932         }
933 }
934
935 /*
936  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
937  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
938  */
939 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
940 {
941         flags &= gfp_allowed_mask;
942         lockdep_trace_alloc(flags);
943         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
944
945         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
946 }
947
948 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
949 {
950         flags &= gfp_allowed_mask;
951         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
952         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
953 }
954
955 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
956 {
957         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
958
959         /*
960          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
961          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
962          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
963          */
964 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
965         {
966                 unsigned long flags;
967
968                 local_irq_save(flags);
969                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
970                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
971                 local_irq_restore(flags);
972         }
973 #endif
974         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
975                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
976 }
977
978 /*
979  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
980  *
981  * list_lock must be held.
982  */
983 static void add_full(struct kmem_cache *s,
984         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_add(&page->lru, &n->full);
990 }
991
992 /*
993  * list_lock must be held.
994  */
995 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
996 {
997         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
998                 return;
999
1000         list_del(&page->lru);
1001 }
1002
1003 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
1004 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1007
1008         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1009 }
1010
1011 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1012 {
1013         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1014 }
1015
1016 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1017 {
1018         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1019
1020         /*
1021          * May be called early in order to allocate a slab for the
1022          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1023          * dilemma by deferring the increment of the count during
1024          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1025          */
1026         if (n) {
1027                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1028                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1029         }
1030 }
1031 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1032 {
1033         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1034
1035         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1036         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1037 }
1038
1039 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1040 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                                                                 void *object)
1042 {
1043         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1044                 return;
1045
1046         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1047         init_tracking(s, object);
1048 }
1049
1050 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                                         void *object, unsigned long addr)
1052 {
1053         if (!check_slab(s, page))
1054                 goto bad;
1055
1056         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1057                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1058                 goto bad;
1059         }
1060
1061         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1062                 goto bad;
1063
1064         /* Success perform special debug activities for allocs */
1065         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1066                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1067         trace(s, page, object, 1);
1068         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1069         return 1;
1070
1071 bad:
1072         if (PageSlab(page)) {
1073                 /*
1074                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1075                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1076                  * as used avoids touching the remaining objects.
1077                  */
1078                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1079                 page->inuse = page->objects;
1080                 page->freelist = NULL;
1081         }
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1086                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1087 {
1088         unsigned long flags;
1089         int rc = 0;
1090
1091         local_irq_save(flags);
1092         slab_lock(page);
1093
1094         if (!check_slab(s, page))
1095                 goto fail;
1096
1097         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1098                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1099                 goto fail;
1100         }
1101
1102         if (on_freelist(s, page, object)) {
1103                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1104                 goto fail;
1105         }
1106
1107         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1108                 goto out;
1109
1110         if (unlikely(s != page->slab)) {
1111                 if (!PageSlab(page)) {
1112                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1113                                 "outside of slab", object);
1114                 } else if (!page->slab) {
1115                         printk(KERN_ERR
1116                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1117                                                 object);
1118                         dump_stack();
1119                 } else
1120                         object_err(s, page, object,
1121                                         "page slab pointer corrupt.");
1122                 goto fail;
1123         }
1124
1125         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1126                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1127         trace(s, page, object, 0);
1128         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1129         rc = 1;
1130 out:
1131         slab_unlock(page);
1132         local_irq_restore(flags);
1133         return rc;
1134
1135 fail:
1136         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1137         goto out;
1138 }
1139
1140 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1141 {
1142         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1143         if (*str++ != '=' || !*str)
1144                 /*
1145                  * No options specified. Switch on full debugging.
1146                  */
1147                 goto out;
1148
1149         if (*str == ',')
1150                 /*
1151                  * No options but restriction on slabs. This means full
1152                  * debugging for slabs matching a pattern.
1153                  */
1154                 goto check_slabs;
1155
1156         if (tolower(*str) == 'o') {
1157                 /*
1158                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1159                  * would increase as a result.
1160                  */
1161                 disable_higher_order_debug = 1;
1162                 goto out;
1163         }
1164
1165         slub_debug = 0;
1166         if (*str == '-')
1167                 /*
1168                  * Switch off all debugging measures.
1169                  */
1170                 goto out;
1171
1172         /*
1173          * Determine which debug features should be switched on
1174          */
1175         for (; *str && *str != ','; str++) {
1176                 switch (tolower(*str)) {
1177                 case 'f':
1178                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1179                         break;
1180                 case 'z':
1181                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1182                         break;
1183                 case 'p':
1184                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1185                         break;
1186                 case 'u':
1187                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1188                         break;
1189                 case 't':
1190                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1191                         break;
1192                 case 'a':
1193                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1194                         break;
1195                 default:
1196                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1197                                 "unknown. skipped\n", *str);
1198                 }
1199         }
1200
1201 check_slabs:
1202         if (*str == ',')
1203                 slub_debug_slabs = str + 1;
1204 out:
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1209
1210 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1211         unsigned long flags, const char *name,
1212         void (*ctor)(void *))
1213 {
1214         /*
1215          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1216          */
1217         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1218                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1219                 flags |= slub_debug;
1220
1221         return flags;
1222 }
1223 #else
1224 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1225                         struct page *page, void *object) {}
1226
1227 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1228         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1229
1230 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1231         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1232
1233 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1234                         { return 1; }
1235 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1236                         void *object, u8 val) { return 1; }
1237 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1238                                         struct page *page) {}
1239 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1240 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1241         unsigned long flags, const char *name,
1242         void (*ctor)(void *))
1243 {
1244         return flags;
1245 }
1246 #define slub_debug 0
1247
1248 #define disable_higher_order_debug 0
1249
1250 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1251                                                         { return 0; }
1252 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1253                                                         { return 0; }
1254 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1255                                                         int objects) {}
1256 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1257                                                         int objects) {}
1258
1259 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1260                                                         { return 0; }
1261
1262 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1263                 void *object) {}
1264
1265 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1266
1267 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1268
1269 /*
1270  * Slab allocation and freeing
1271  */
1272 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1273                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1274 {
1275         int order = oo_order(oo);
1276
1277         flags |= __GFP_NOTRACK;
1278
1279         if (node == NUMA_NO_NODE)
1280                 return alloc_pages(flags, order);
1281         else
1282                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1283 }
1284
1285 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1286 {
1287         struct page *page;
1288         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1289         gfp_t alloc_gfp;
1290
1291         flags &= gfp_allowed_mask;
1292
1293         if (flags & __GFP_WAIT)
1294                 local_irq_enable();
1295
1296         flags |= s->allocflags;
1297
1298         /*
1299          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1300          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1301          */
1302         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1303
1304         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1305         if (unlikely(!page)) {
1306                 oo = s->min;
1307                 /*
1308                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1309                  * Try a lower order alloc if possible
1310                  */
1311                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1312
1313                 if (page)
1314                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1315         }
1316
1317         if (flags & __GFP_WAIT)
1318                 local_irq_disable();
1319
1320         if (!page)
1321                 return NULL;
1322
1323         if (kmemcheck_enabled
1324                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1325                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1326
1327                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1328
1329                 /*
1330                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1331                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1332                  */
1333                 if (s->ctor)
1334                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1335                 else
1336                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1337         }
1338
1339         page->objects = oo_objects(oo);
1340         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1341                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1342                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1343                 1 << oo_order(oo));
1344
1345         return page;
1346 }
1347
1348 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1349                                 void *object)
1350 {
1351         setup_object_debug(s, page, object);
1352         if (unlikely(s->ctor))
1353                 s->ctor(object);
1354 }
1355
1356 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1357 {
1358         struct page *page;
1359         void *start;
1360         void *last;
1361         void *p;
1362
1363         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1364
1365         page = allocate_slab(s,
1366                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1367         if (!page)
1368                 goto out;
1369
1370         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1371         page->slab = s;
1372         page->flags |= 1 << PG_slab;
1373
1374         start = page_address(page);
1375
1376         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1377                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1378
1379         last = start;
1380         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1381                 setup_object(s, page, last);
1382                 set_freepointer(s, last, p);
1383                 last = p;
1384         }
1385         setup_object(s, page, last);
1386         set_freepointer(s, last, NULL);
1387
1388         page->freelist = start;
1389         page->inuse = page->objects;
1390         page->frozen = 1;
1391 out:
1392         return page;
1393 }
1394
1395 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1396 {
1397         int order = compound_order(page);
1398         int pages = 1 << order;
1399
1400         if (kmem_cache_debug(s)) {
1401                 void *p;
1402
1403                 slab_pad_check(s, page);
1404                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1405                                                 page->objects)
1406                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1407         }
1408
1409         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1410
1411         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1412                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1413                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1414                 -pages);
1415
1416         __ClearPageSlab(page);
1417         reset_page_mapcount(page);
1418         if (current->reclaim_state)
1419                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1420         __free_pages(page, order);
1421 }
1422
1423 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1424         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1425
1426 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1427 {
1428         struct page *page;
1429
1430         if (need_reserve_slab_rcu)
1431                 page = virt_to_head_page(h);
1432         else
1433                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1434
1435         __free_slab(page->slab, page);
1436 }
1437
1438 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1439 {
1440         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1441                 struct rcu_head *head;
1442
1443                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1444                         int order = compound_order(page);
1445                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1446
1447                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1448                         head = page_address(page) + offset;
1449                 } else {
1450                         /*
1451                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1452                          */
1453                         head = (void *)&page->lru;
1454                 }
1455
1456                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1457         } else
1458                 __free_slab(s, page);
1459 }
1460
1461 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1462 {
1463         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1464         free_slab(s, page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Management of partially allocated slabs.
1469  *
1470  * list_lock must be held.
1471  */
1472 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1473                                 struct page *page, int tail)
1474 {
1475         n->nr_partial++;
1476         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1477                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1478         else
1479                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * list_lock must be held.
1484  */
1485 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1486                                         struct page *page)
1487 {
1488         list_del(&page->lru);
1489         n->nr_partial--;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1494  * return the pointer to the freelist.
1495  *
1496  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1497  *
1498  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1499  */
1500 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1501                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1502                 int mode)
1503 {
1504         void *freelist;
1505         unsigned long counters;
1506         struct page new;
1507
1508         /*
1509          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1510          * The old freelist is the list of objects for the
1511          * per cpu allocation list.
1512          */
1513         freelist = page->freelist;
1514         counters = page->counters;
1515         new.counters = counters;
1516         if (mode)
1517                 new.inuse = page->objects;
1518
1519         VM_BUG_ON(new.frozen);
1520         new.frozen = 1;
1521
1522         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         NULL, new.counters,
1525                         "acquire_slab"))
1526
1527                 return NULL;
1528
1529         remove_partial(n, page);
1530         WARN_ON(!freelist);
1531         return freelist;
1532 }
1533
1534 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1535
1536 /*
1537  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1538  */
1539 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s,
1540                 struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache_cpu *c)
1541 {
1542         struct page *page, *page2;
1543         void *object = NULL;
1544
1545         /*
1546          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1547          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1548          * partial slab and there is none available then get_partials()
1549          * will return NULL.
1550          */
1551         if (!n || !n->nr_partial)
1552                 return NULL;
1553
1554         spin_lock(&n->list_lock);
1555         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1556                 void *t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1557                 int available;
1558
1559                 if (!t)
1560                         break;
1561
1562                 if (!object) {
1563                         c->page = page;
1564                         c->node = page_to_nid(page);
1565                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1566                         object = t;
1567                         available =  page->objects - page->inuse;
1568                 } else {
1569                         page->freelist = t;
1570                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1571                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1572                 }
1573                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1574                         break;
1575
1576         }
1577         spin_unlock(&n->list_lock);
1578         return object;
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1583  */
1584 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1585                 struct kmem_cache_cpu *c)
1586 {
1587 #ifdef CONFIG_NUMA
1588         struct zonelist *zonelist;
1589         struct zoneref *z;
1590         struct zone *zone;
1591         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1592         void *object;
1593         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1594
1595         /*
1596          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1597          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1598          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1599          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1600          *
1601          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1602          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1603          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1604          * from other nodes and filled up.
1605          *
1606          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1607          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1608          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1609          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1610          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1611          * with available objects.
1612          */
1613         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1614                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1615                 return NULL;
1616
1617         do {
1618                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1619                 zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1620                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1621                         struct kmem_cache_node *n;
1622
1623                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1624
1625                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1626                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1627                                 object = get_partial_node(s, n, c);
1628                                 if (object) {
1629                                         /*
1630                                          * Return the object even if
1631                                          * put_mems_allowed indicated that
1632                                          * the cpuset mems_allowed was
1633                                          * updated in parallel. It's a
1634                                          * harmless race between the alloc
1635                                          * and the cpuset update.
1636                                          */
1637                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1638                                         return object;
1639                                 }
1640                         }
1641                 }
1642         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1643 #endif
1644         return NULL;
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Get a partial page, lock it and return it.
1649  */
1650 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1651                 struct kmem_cache_cpu *c)
1652 {
1653         void *object;
1654         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1655
1656         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c);
1657         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1658                 return object;
1659
1660         return get_any_partial(s, flags, c);
1661 }
1662
1663 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1664 /*
1665  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1666  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1667  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1668  */
1669 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1670 #else
1671 /*
1672  * No preemption supported therefore also no need to check for
1673  * different cpus.
1674  */
1675 #define TID_STEP 1
1676 #endif
1677
1678 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1679 {
1680         return tid + TID_STEP;
1681 }
1682
1683 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1684 {
1685         return tid % TID_STEP;
1686 }
1687
1688 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1689 {
1690         return tid / TID_STEP;
1691 }
1692
1693 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1694 {
1695         return cpu;
1696 }
1697
1698 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1699                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1700 {
1701 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1702         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1703
1704         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1705
1706 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1707         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1708                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1709                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1710         else
1711 #endif
1712         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1713                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1714                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1715         else
1716                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1717                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1718 #endif
1719         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1720 }
1721
1722 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1723 {
1724         int cpu;
1725
1726         for_each_possible_cpu(cpu)
1727                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Remove the cpu slab
1732  */
1733 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1734 {
1735         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1736         struct page *page = c->page;
1737         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1738         int lock = 0;
1739         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1740         void *freelist;
1741         void *nextfree;
1742         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1743         struct page new;
1744         struct page old;
1745
1746         if (page->freelist) {
1747                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1748                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1749         }
1750
1751         c->tid = next_tid(c->tid);
1752         c->page = NULL;
1753         freelist = c->freelist;
1754         c->freelist = NULL;
1755
1756         /*
1757          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1758          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1759          * last one.
1760          *
1761          * There is no need to take the list->lock because the page
1762          * is still frozen.
1763          */
1764         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1765                 void *prior;
1766                 unsigned long counters;
1767
1768                 do {
1769                         prior = page->freelist;
1770                         counters = page->counters;
1771                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1772                         new.counters = counters;
1773                         new.inuse--;
1774                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1775
1776                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1777                         prior, counters,
1778                         freelist, new.counters,
1779                         "drain percpu freelist"));
1780
1781                 freelist = nextfree;
1782         }
1783
1784         /*
1785          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1786          * list presence reflects the actual number of objects
1787          * during unfreeze.
1788          *
1789          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1790          * with the count. If there is a mismatch then the page
1791          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1792          *
1793          * Then we restart the process which may have to remove
1794          * the page from the list that we just put it on again
1795          * because the number of objects in the slab may have
1796          * changed.
1797          */
1798 redo:
1799
1800         old.freelist = page->freelist;
1801         old.counters = page->counters;
1802         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1803
1804         /* Determine target state of the slab */
1805         new.counters = old.counters;
1806         if (freelist) {
1807                 new.inuse--;
1808                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1809                 new.freelist = freelist;
1810         } else
1811                 new.freelist = old.freelist;
1812
1813         new.frozen = 0;
1814
1815         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1816                 m = M_FREE;
1817         else if (new.freelist) {
1818                 m = M_PARTIAL;
1819                 if (!lock) {
1820                         lock = 1;
1821                         /*
1822                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1823                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1824                          * is frozen
1825                          */
1826                         spin_lock(&n->list_lock);
1827                 }
1828         } else {
1829                 m = M_FULL;
1830                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1831                         lock = 1;
1832                         /*
1833                          * This also ensures that the scanning of full
1834                          * slabs from diagnostic functions will not see
1835                          * any frozen slabs.
1836                          */
1837                         spin_lock(&n->list_lock);
1838                 }
1839         }
1840
1841         if (l != m) {
1842
1843                 if (l == M_PARTIAL)
1844
1845                         remove_partial(n, page);
1846
1847                 else if (l == M_FULL)
1848
1849                         remove_full(s, page);
1850
1851                 if (m == M_PARTIAL) {
1852
1853                         add_partial(n, page, tail);
1854                         stat(s, tail);
1855
1856                 } else if (m == M_FULL) {
1857
1858                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1859                         add_full(s, n, page);
1860
1861                 }
1862         }
1863
1864         l = m;
1865         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1866                                 old.freelist, old.counters,
1867                                 new.freelist, new.counters,
1868                                 "unfreezing slab"))
1869                 goto redo;
1870
1871         if (lock)
1872                 spin_unlock(&n->list_lock);
1873
1874         if (m == M_FREE) {
1875                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1876                 discard_slab(s, page);
1877                 stat(s, FREE_SLAB);
1878         }
1879 }
1880
1881 /* Unfreeze all the cpu partial slabs */
1882 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1883 {
1884         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1885         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1886         struct page *page, *discard_page = NULL;
1887
1888         while ((page = c->partial)) {
1889                 enum slab_modes { M_PARTIAL, M_FREE };
1890                 enum slab_modes l, m;
1891                 struct page new;
1892                 struct page old;
1893
1894                 c->partial = page->next;
1895                 l = M_FREE;
1896
1897                 do {
1898
1899                         old.freelist = page->freelist;
1900                         old.counters = page->counters;
1901                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1902
1903                         new.counters = old.counters;
1904                         new.freelist = old.freelist;
1905
1906                         new.frozen = 0;
1907
1908                         if (!new.inuse && (!n || n->nr_partial > s->min_partial))
1909                                 m = M_FREE;
1910                         else {
1911                                 struct kmem_cache_node *n2 = get_node(s,
1912                                                         page_to_nid(page));
1913
1914                                 m = M_PARTIAL;
1915                                 if (n != n2) {
1916                                         if (n)
1917                                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1918
1919                                         n = n2;
1920                                         spin_lock(&n->list_lock);
1921                                 }
1922                         }
1923
1924                         if (l != m) {
1925                                 if (l == M_PARTIAL) {
1926                                         remove_partial(n, page);
1927                                         stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1928                                 } else {
1929                                         add_partial(n, page,
1930                                                 DEACTIVATE_TO_TAIL);
1931                                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1932                                 }
1933
1934                                 l = m;
1935                         }
1936
1937                 } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
1938                                 old.freelist, old.counters,
1939                                 new.freelist, new.counters,
1940                                 "unfreezing slab"));
1941
1942                 if (m == M_FREE) {
1943                         page->next = discard_page;
1944                         discard_page = page;
1945                 }
1946         }
1947
1948         if (n)
1949                 spin_unlock(&n->list_lock);
1950
1951         while (discard_page) {
1952                 page = discard_page;
1953                 discard_page = discard_page->next;
1954
1955                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1956                 discard_slab(s, page);
1957                 stat(s, FREE_SLAB);
1958         }
1959 }
1960
1961 /*
1962  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1963  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1964  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1965  * onto a random cpus partial slot.
1966  *
1967  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1968  * per node partial list.
1969  */
1970 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1971 {
1972         struct page *oldpage;
1973         int pages;
1974         int pobjects;
1975
1976         do {
1977                 pages = 0;
1978                 pobjects = 0;
1979                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1980
1981                 if (oldpage) {
1982                         pobjects = oldpage->pobjects;
1983                         pages = oldpage->pages;
1984                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1985                                 unsigned long flags;
1986                                 /*
1987                                  * partial array is full. Move the existing
1988                                  * set to the per node partial list.
1989                                  */
1990                                 local_irq_save(flags);
1991                                 unfreeze_partials(s);
1992                                 local_irq_restore(flags);
1993                                 pobjects = 0;
1994                                 pages = 0;
1995                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1996                         }
1997                 }
1998
1999                 pages++;
2000                 pobjects += page->objects - page->inuse;
2001
2002                 page->pages = pages;
2003                 page->pobjects = pobjects;
2004                 page->next = oldpage;
2005
2006         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
2007         return pobjects;
2008 }
2009
2010 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
2011 {
2012         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
2013         deactivate_slab(s, c);
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Flush cpu slab.
2018  *
2019  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2020  */
2021 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2022 {
2023         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2024
2025         if (likely(c)) {
2026                 if (c->page)
2027                         flush_slab(s, c);
2028
2029                 unfreeze_partials(s);
2030         }
2031 }
2032
2033 static void flush_cpu_slab(void *d)
2034 {
2035         struct kmem_cache *s = d;
2036
2037         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2038 }
2039
2040 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2041 {
2042         struct kmem_cache *s = info;
2043         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2044
2045         return c->page || c->partial;
2046 }
2047
2048 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2049 {
2050         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2055  * locality expectations.
2056  */
2057 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
2058 {
2059 #ifdef CONFIG_NUMA
2060         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
2061                 return 0;
2062 #endif
2063         return 1;
2064 }
2065
2066 static int count_free(struct page *page)
2067 {
2068         return page->objects - page->inuse;
2069 }
2070
2071 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2072                                         int (*get_count)(struct page *))
2073 {
2074         unsigned long flags;
2075         unsigned long x = 0;
2076         struct page *page;
2077
2078         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2079         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2080                 x += get_count(page);
2081         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2082         return x;
2083 }
2084
2085 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2086 {
2087 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2088         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2089 #else
2090         return 0;
2091 #endif
2092 }
2093
2094 static noinline void
2095 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2096 {
2097         int node;
2098
2099         printk(KERN_WARNING
2100                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2101                 nid, gfpflags);
2102         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2103                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
2104                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2105
2106         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
2107                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2108                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2109
2110         for_each_online_node(node) {
2111                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2112                 unsigned long nr_slabs;
2113                 unsigned long nr_objs;
2114                 unsigned long nr_free;
2115
2116                 if (!n)
2117                         continue;
2118
2119                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2120                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2121                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2122
2123                 printk(KERN_WARNING
2124                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2125                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2126         }
2127 }
2128
2129 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2130                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2131 {
2132         void *freelist;
2133         struct kmem_cache_cpu *c;
2134         struct page *page = new_slab(s, flags, node);
2135
2136         if (page) {
2137                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2138                 if (c->page)
2139                         flush_slab(s, c);
2140
2141                 /*
2142                  * No other reference to the page yet so we can
2143                  * muck around with it freely without cmpxchg
2144                  */
2145                 freelist = page->freelist;
2146                 page->freelist = NULL;
2147
2148                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2149                 c->node = page_to_nid(page);
2150                 c->page = page;
2151                 *pc = c;
2152         } else
2153                 freelist = NULL;
2154
2155         return freelist;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2160  * or deactivate the page.
2161  *
2162  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2163  *
2164  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2165  */
2166 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2167 {
2168         struct page new;
2169         unsigned long counters;
2170         void *freelist;
2171
2172         do {
2173                 freelist = page->freelist;
2174                 counters = page->counters;
2175
2176                 new.counters = counters;
2177                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2178
2179                 new.inuse = page->objects;
2180                 new.frozen = freelist != NULL;
2181
2182         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2183                 freelist, counters,
2184                 NULL, new.counters,
2185                 "get_freelist"));
2186
2187         return freelist;
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2192  * debugging duties.
2193  *
2194  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2195  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2196  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2197  *
2198  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2199  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2200  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2201  *
2202  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2203  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2204  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2205  */
2206 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2207                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2208 {
2209         void *freelist;
2210         unsigned long flags;
2211
2212         local_irq_save(flags);
2213 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2214         /*
2215          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2216          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2217          * pointer.
2218          */
2219         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2220 #endif
2221
2222         if (!c->page)
2223                 goto new_slab;
2224 redo:
2225
2226         if (unlikely(!node_match(c, node))) {
2227                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2228                 deactivate_slab(s, c);
2229                 goto new_slab;
2230         }
2231
2232         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2233         freelist = c->freelist;
2234         if (freelist)
2235                 goto load_freelist;
2236
2237         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2238
2239         freelist = get_freelist(s, c->page);
2240
2241         if (!freelist) {
2242                 c->page = NULL;
2243                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2244                 goto new_slab;
2245         }
2246
2247         stat(s, ALLOC_REFILL);
2248
2249 load_freelist:
2250         /*
2251          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2252          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2253          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2254          */
2255         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2256         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2257         c->tid = next_tid(c->tid);
2258         local_irq_restore(flags);
2259         return freelist;
2260
2261 new_slab:
2262
2263         if (c->partial) {
2264                 c->page = c->partial;
2265                 c->partial = c->page->next;
2266                 c->node = page_to_nid(c->page);
2267                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2268                 c->freelist = NULL;
2269                 goto redo;
2270         }
2271
2272         /* Then do expensive stuff like retrieving pages from the partial lists */
2273         freelist = get_partial(s, gfpflags, node, c);
2274
2275         if (unlikely(!freelist)) {
2276
2277                 freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2278
2279                 if (unlikely(!freelist)) {
2280                         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2281                                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2282
2283                         local_irq_restore(flags);
2284                         return NULL;
2285                 }
2286         }
2287
2288         if (likely(!kmem_cache_debug(s)))
2289                 goto load_freelist;
2290
2291         /* Only entered in the debug case */
2292         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, freelist, addr))
2293                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2294
2295         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2296         deactivate_slab(s, c);
2297         c->node = NUMA_NO_NODE;
2298         local_irq_restore(flags);
2299         return freelist;
2300 }
2301
2302 /*
2303  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2304  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2305  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2306  *
2307  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2308  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2309  *
2310  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2311  */
2312 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2313                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2314 {
2315         void **object;
2316         struct kmem_cache_cpu *c;
2317         unsigned long tid;
2318
2319         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2320                 return NULL;
2321
2322 redo:
2323
2324         /*
2325          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2326          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2327          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2328          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2329          */
2330         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2331
2332         /*
2333          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2334          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2335          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2336          * linked list in between.
2337          */
2338         tid = c->tid;
2339         barrier();
2340
2341         object = c->freelist;
2342         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
2343
2344                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2345
2346         else {
2347                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2348
2349                 /*
2350                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2351                  * operation and if we are on the right processor.
2352                  *
2353                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2354                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2355                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2356                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2357                  *
2358                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2359                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2360                  */
2361                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2362                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2363                                 object, tid,
2364                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2365
2366                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2367                         goto redo;
2368                 }
2369                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2370                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2371         }
2372
2373         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2374                 memset(object, 0, s->objsize);
2375
2376         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2377
2378         return object;
2379 }
2380
2381 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2382 {
2383         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2384
2385         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
2386
2387         return ret;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2390
2391 #ifdef CONFIG_TRACING
2392 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2393 {
2394         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2395         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2396         return ret;
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2399
2400 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2401 {
2402         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2403         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2404         return ret;
2405 }
2406 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2407 #endif
2408
2409 #ifdef CONFIG_NUMA
2410 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2411 {
2412         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2413
2414         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2415                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2416
2417         return ret;
2418 }
2419 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2420
2421 #ifdef CONFIG_TRACING
2422 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2423                                     gfp_t gfpflags,
2424                                     int node, size_t size)
2425 {
2426         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2427
2428         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2429                            size, s->size, gfpflags, node);
2430         return ret;
2431 }
2432 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2433 #endif
2434 #endif
2435
2436 /*
2437  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2438  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2439  *
2440  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2441  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2442  * handling required then we can return immediately.
2443  */
2444 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2445                         void *x, unsigned long addr)
2446 {
2447         void *prior;
2448         void **object = (void *)x;
2449         int was_frozen;
2450         int inuse;
2451         struct page new;
2452         unsigned long counters;
2453         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2454         unsigned long uninitialized_var(flags);
2455
2456         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2457
2458         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2459                 return;
2460
2461         do {
2462                 prior = page->freelist;
2463                 counters = page->counters;
2464                 set_freepointer(s, object, prior);
2465                 new.counters = counters;
2466                 was_frozen = new.frozen;
2467                 new.inuse--;
2468                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2469
2470                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2471
2472                                 /*
2473                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2474                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2475                                  */
2476                                 new.frozen = 1;
2477
2478                         else { /* Needs to be taken off a list */
2479
2480                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2481                                 /*
2482                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2483                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2484                                  * drop the list_lock without any processing.
2485                                  *
2486                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2487                                  * other processors updating the list of slabs.
2488                                  */
2489                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2490
2491                         }
2492                 }
2493                 inuse = new.inuse;
2494
2495         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2496                 prior, counters,
2497                 object, new.counters,
2498                 "__slab_free"));
2499
2500         if (likely(!n)) {
2501
2502                 /*
2503                  * If we just froze the page then put it onto the
2504                  * per cpu partial list.
2505                  */
2506                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2507                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2508                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2509                 }
2510                 /*
2511                  * The list lock was not taken therefore no list
2512                  * activity can be necessary.
2513                  */
2514                 if (was_frozen)
2515                         stat(s, FREE_FROZEN);
2516                 return;
2517         }
2518
2519         /*
2520          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2521          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2522          */
2523         if (was_frozen)
2524                 stat(s, FREE_FROZEN);
2525         else {
2526                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2527                         goto slab_empty;
2528
2529                 /*
2530                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2531                  * then add it.
2532                  */
2533                 if (unlikely(!prior)) {
2534                         remove_full(s, page);
2535                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2536                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2537                 }
2538         }
2539         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2540         return;
2541
2542 slab_empty:
2543         if (prior) {
2544                 /*
2545                  * Slab on the partial list.
2546                  */
2547                 remove_partial(n, page);
2548                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2549         } else
2550                 /* Slab must be on the full list */
2551                 remove_full(s, page);
2552
2553         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2554         stat(s, FREE_SLAB);
2555         discard_slab(s, page);
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2560  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2561  *
2562  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2563  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2564  * the item before.
2565  *
2566  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2567  * with all sorts of special processing.
2568  */
2569 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2570                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2571 {
2572         void **object = (void *)x;
2573         struct kmem_cache_cpu *c;
2574         unsigned long tid;
2575
2576         slab_free_hook(s, x);
2577
2578 redo:
2579         /*
2580          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2581          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2582          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2583          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2584          */
2585         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2586
2587         tid = c->tid;
2588         barrier();
2589
2590         if (likely(page == c->page)) {
2591                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2592
2593                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2594                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2595                                 c->freelist, tid,
2596                                 object, next_tid(tid)))) {
2597
2598                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2599                         goto redo;
2600                 }
2601                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2602         } else
2603                 __slab_free(s, page, x, addr);
2604
2605 }
2606
2607 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2608 {
2609         struct page *page;
2610
2611         page = virt_to_head_page(x);
2612
2613         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2614
2615         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2616 }
2617 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2618
2619 /*
2620  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2621  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2622  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2623  * another.
2624  *
2625  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2626  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2627  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2628  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2629  * locking overhead.
2630  */
2631
2632 /*
2633  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2634  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2635  * and increases the number of allocations possible without having to
2636  * take the list_lock.
2637  */
2638 static int slub_min_order;
2639 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2640 static int slub_min_objects;
2641
2642 /*
2643  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2644  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2645  */
2646 static int slub_nomerge;
2647
2648 /*
2649  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2650  *
2651  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2652  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2653  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2654  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2655  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2656  * would be wasted.
2657  *
2658  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2659  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2660  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2661  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2662  *
2663  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2664  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2665  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2666  * of space in favor of a small page order.
2667  *
2668  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2669  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2670  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2671  * the smallest order which will fit the object.
2672  */
2673 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2674                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2675 {
2676         int order;
2677         int rem;
2678         int min_order = slub_min_order;
2679
2680         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2681                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2682
2683         for (order = max(min_order,
2684                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2685                         order <= max_order; order++) {
2686
2687                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2688
2689                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2690                         continue;
2691
2692                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2693
2694                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2695                         break;
2696
2697         }
2698
2699         return order;
2700 }
2701
2702 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2703 {
2704         int order;
2705         int min_objects;
2706         int fraction;
2707         int max_objects;
2708
2709         /*
2710          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2711          * works by first attempting to generate a layout with
2712          * the best configuration and backing off gradually.
2713          *
2714          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2715          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2716          */
2717         min_objects = slub_min_objects;
2718         if (!min_objects)
2719                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2720         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2721         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2722
2723         while (min_objects > 1) {
2724                 fraction = 16;
2725                 while (fraction >= 4) {
2726                         order = slab_order(size, min_objects,
2727                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2728                         if (order <= slub_max_order)
2729                                 return order;
2730                         fraction /= 2;
2731                 }
2732                 min_objects--;
2733         }
2734
2735         /*
2736          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2737          * lets see if we can place a single object there.
2738          */
2739         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2740         if (order <= slub_max_order)
2741                 return order;
2742
2743         /*
2744          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2745          */
2746         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2747         if (order < MAX_ORDER)
2748                 return order;
2749         return -ENOSYS;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2754  */
2755 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2756                 unsigned long align, unsigned long size)
2757 {
2758         /*
2759          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2760          * suggestion if the object is sufficiently large.
2761          *
2762          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2763          * alignment though. If that is greater then use it.
2764          */
2765         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2766                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2767                 while (size <= ralign / 2)
2768                         ralign /= 2;
2769                 align = max(align, ralign);
2770         }
2771
2772         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2773                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2774
2775         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2776 }
2777
2778 static void
2779 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2780 {
2781         n->nr_partial = 0;
2782         spin_lock_init(&n->list_lock);
2783         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2784 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2785         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2786         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2787         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2788 #endif
2789 }
2790
2791 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2792 {
2793         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2794                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2795
2796         /*
2797          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2798          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2799          */
2800         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2801                                      2 * sizeof(void *));
2802
2803         if (!s->cpu_slab)
2804                 return 0;
2805
2806         init_kmem_cache_cpus(s);
2807
2808         return 1;
2809 }
2810
2811 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2812
2813 /*
2814  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2815  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2816  * possible.
2817  *
2818  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2819  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2820  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2821  */
2822 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2823 {
2824         struct page *page;
2825         struct kmem_cache_node *n;
2826
2827         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2828
2829         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2830
2831         BUG_ON(!page);
2832         if (page_to_nid(page) != node) {
2833                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2834                                 "node %d\n", node);
2835                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2836                                 "in order to be able to continue\n");
2837         }
2838
2839         n = page->freelist;
2840         BUG_ON(!n);
2841         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2842         page->inuse = 1;
2843         page->frozen = 0;
2844         kmem_cache_node->node[node] = n;
2845 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2846         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2847         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2848 #endif
2849         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2850         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2851
2852         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2853 }
2854
2855 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2856 {
2857         int node;
2858
2859         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2860                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2861
2862                 if (n)
2863                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2864
2865                 s->node[node] = NULL;
2866         }
2867 }
2868
2869 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2870 {
2871         int node;
2872
2873         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2874                 struct kmem_cache_node *n;
2875
2876                 if (slab_state == DOWN) {
2877                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2878                         continue;
2879                 }
2880                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2881                                                 GFP_KERNEL, node);
2882
2883                 if (!n) {
2884                         free_kmem_cache_nodes(s);
2885                         return 0;
2886                 }
2887
2888                 s->node[node] = n;
2889                 init_kmem_cache_node(n, s);
2890         }
2891         return 1;
2892 }
2893
2894 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2895 {
2896         if (min < MIN_PARTIAL)
2897                 min = MIN_PARTIAL;
2898         else if (min > MAX_PARTIAL)
2899                 min = MAX_PARTIAL;
2900         s->min_partial = min;
2901 }
2902
2903 /*
2904  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2905  * a slab object.
2906  */
2907 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2908 {
2909         unsigned long flags = s->flags;
2910         unsigned long size = s->objsize;
2911         unsigned long align = s->align;
2912         int order;
2913
2914         /*
2915          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2916          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2917          * the possible location of the free pointer.
2918          */
2919         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2920
2921 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2922         /*
2923          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2924          * the slab may touch the object after free or before allocation
2925          * then we should never poison the object itself.
2926          */
2927         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2928                         !s->ctor)
2929                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2930         else
2931                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2932
2933
2934         /*
2935          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2936          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2937          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2938          */
2939         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2940                 size += sizeof(void *);
2941 #endif
2942
2943         /*
2944          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2945          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2946          */
2947         s->inuse = size;
2948
2949         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2950                 s->ctor)) {
2951                 /*
2952                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2953                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2954                  * kmem_cache_free.
2955                  *
2956                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2957                  * destructor or are poisoning the objects.
2958                  */
2959                 s->offset = size;
2960                 size += sizeof(void *);
2961         }
2962
2963 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2964         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2965                 /*
2966                  * Need to store information about allocs and frees after
2967                  * the object.
2968                  */
2969                 size += 2 * sizeof(struct track);
2970
2971         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2972                 /*
2973                  * Add some empty padding so that we can catch
2974                  * overwrites from earlier objects rather than let
2975                  * tracking information or the free pointer be
2976                  * corrupted if a user writes before the start
2977                  * of the object.
2978                  */
2979                 size += sizeof(void *);
2980 #endif
2981
2982         /*
2983          * Determine the alignment based on various parameters that the
2984          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2985          * on bootup.
2986          */
2987         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2988         s->align = align;
2989
2990         /*
2991          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2992          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2993          * each object to conform to the alignment.
2994          */
2995         size = ALIGN(size, align);
2996         s->size = size;
2997         if (forced_order >= 0)
2998                 order = forced_order;
2999         else
3000                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3001
3002         if (order < 0)
3003                 return 0;
3004
3005         s->allocflags = 0;
3006         if (order)
3007                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3008
3009         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3010                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3011
3012         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3013                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3014
3015         /*
3016          * Determine the number of objects per slab
3017          */
3018         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3019         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3020         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3021                 s->max = s->oo;
3022
3023         return !!oo_objects(s->oo);
3024
3025 }
3026
3027 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3028                 const char *name, size_t size,
3029                 size_t align, unsigned long flags,
3030                 void (*ctor)(void *))
3031 {
3032         memset(s, 0, kmem_size);
3033         s->name = name;
3034         s->ctor = ctor;
3035         s->objsize = size;
3036         s->align = align;
3037         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3038         s->reserved = 0;
3039
3040         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3041                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3042
3043         if (!calculate_sizes(s, -1))
3044                 goto error;
3045         if (disable_higher_order_debug) {
3046                 /*
3047                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3048                  * order increased.
3049                  */
3050                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
3051                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3052                         s->offset = 0;
3053                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3054                                 goto error;
3055                 }
3056         }
3057
3058 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3059     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3060         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3061                 /* Enable fast mode */
3062                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3063 #endif
3064
3065         /*
3066          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3067          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3068          */
3069         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3070
3071         /*
3072          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3073          * per cpu partial lists of a processor.
3074          *
3075          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3076          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3077          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3078          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3079          *
3080          * This setting also determines
3081          *
3082          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3083          *    per node list when we reach the limit.
3084          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3085          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3086          *    to keep some capacity around for frees.
3087          */
3088         if (kmem_cache_debug(s))
3089                 s->cpu_partial = 0;
3090         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3091                 s->cpu_partial = 2;
3092         else if (s->size >= 1024)
3093                 s->cpu_partial = 6;
3094         else if (s->size >= 256)
3095                 s->cpu_partial = 13;
3096         else
3097                 s->cpu_partial = 30;
3098
3099         s->refcount = 1;
3100 #ifdef CONFIG_NUMA
3101         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3102 #endif
3103         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3104                 goto error;
3105
3106         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3107                 return 1;
3108
3109         free_kmem_cache_nodes(s);
3110 error:
3111         if (flags & SLAB_PANIC)
3112                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3113                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3114                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3115                         s->offset, flags);
3116         return 0;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Determine the size of a slab object
3121  */
3122 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3123 {
3124         return s->objsize;
3125 }
3126 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3127
3128 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3129                                                         const char *text)
3130 {
3131 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3132         void *addr = page_address(page);
3133         void *p;
3134         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3135                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3136         if (!map)
3137                 return;
3138         slab_err(s, page, "%s", text);
3139         slab_lock(page);
3140
3141         get_map(s, page, map);
3142         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3143
3144                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3145                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3146                                                         p, p - addr);
3147                         print_tracking(s, p);
3148                 }
3149         }
3150         slab_unlock(page);
3151         kfree(map);
3152 #endif
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3157  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3158  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3159  */
3160 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3161 {
3162         struct page *page, *h;
3163
3164         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3165                 if (!page->inuse) {
3166                         remove_partial(n, page);
3167                         discard_slab(s, page);
3168                 } else {
3169                         list_slab_objects(s, page,
3170                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3171                 }
3172         }
3173 }
3174
3175 /*
3176  * Release all resources used by a slab cache.
3177  */
3178 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3179 {
3180         int node;
3181
3182         flush_all(s);
3183         free_percpu(s->cpu_slab);
3184         /* Attempt to free all objects */
3185         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3186                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3187
3188                 free_partial(s, n);
3189                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3190                         return 1;
3191         }
3192         free_kmem_cache_nodes(s);
3193         return 0;
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3198  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3199  */
3200 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3201 {
3202         down_write(&slub_lock);
3203         s->refcount--;
3204         if (!s->refcount) {
3205                 list_del(&s->list);
3206                 up_write(&slub_lock);
3207                 if (kmem_cache_close(s)) {
3208                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3209                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3210                         dump_stack();
3211                 }
3212                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3213                         rcu_barrier();
3214                 sysfs_slab_remove(s);
3215         } else
3216                 up_write(&slub_lock);
3217 }
3218 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3219
3220 /********************************************************************
3221  *              Kmalloc subsystem
3222  *******************************************************************/
3223
3224 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3225 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3226
3227 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3228
3229 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3230 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3231 #endif
3232
3233 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3234 {
3235         get_option(&str, &slub_min_order);
3236
3237         return 1;
3238 }
3239
3240 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3241
3242 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3243 {
3244         get_option(&str, &slub_max_order);
3245         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3246
3247         return 1;
3248 }
3249
3250 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3251
3252 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3253 {
3254         get_option(&str, &slub_min_objects);
3255
3256         return 1;
3257 }
3258
3259 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3260
3261 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3262 {
3263         slub_nomerge = 1;
3264         return 1;
3265 }
3266
3267 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3268
3269 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3270                                                 int size, unsigned int flags)
3271 {
3272         struct kmem_cache *s;
3273
3274         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3275
3276         /*
3277          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3278          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
3279          */
3280         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3281                                                                 flags, NULL))
3282                 goto panic;
3283
3284         list_add(&s->list, &slab_caches);
3285         return s;
3286
3287 panic:
3288         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3289         return NULL;
3290 }
3291
3292 /*
3293  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3294  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3295  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3296  * fls.
3297  */
3298 static s8 size_index[24] = {
3299         3,      /* 8 */
3300         4,      /* 16 */
3301         5,      /* 24 */
3302         5,      /* 32 */
3303         6,      /* 40 */
3304         6,      /* 48 */
3305         6,      /* 56 */
3306         6,      /* 64 */
3307         1,      /* 72 */
3308         1,      /* 80 */
3309         1,      /* 88 */
3310         1,      /* 96 */
3311         7,      /* 104 */
3312         7,      /* 112 */
3313         7,      /* 120 */
3314         7,      /* 128 */
3315         2,      /* 136 */
3316         2,      /* 144 */
3317         2,      /* 152 */
3318         2,      /* 160 */
3319         2,      /* 168 */
3320         2,      /* 176 */
3321         2,      /* 184 */
3322         2       /* 192 */
3323 };
3324
3325 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3326 {
3327         return (bytes - 1) / 8;
3328 }
3329
3330 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3331 {
3332         int index;
3333
3334         if (size <= 192) {
3335                 if (!size)
3336                         return ZERO_SIZE_PTR;
3337
3338                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3339         } else
3340                 index = fls(size - 1);
3341
3342 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3343         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3344                 return kmalloc_dma_caches[index];
3345
3346 #endif
3347         return kmalloc_caches[index];
3348 }
3349
3350 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3351 {
3352         struct kmem_cache *s;
3353         void *ret;
3354
3355         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3356                 return kmalloc_large(size, flags);
3357
3358         s = get_slab(size, flags);
3359
3360         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3361                 return s;
3362
3363         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3364
3365         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3366
3367         return ret;
3368 }
3369 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3370
3371 #ifdef CONFIG_NUMA
3372 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3373 {
3374         struct page *page;
3375         void *ptr = NULL;
3376
3377         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3378         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3379         if (page)
3380                 ptr = page_address(page);
3381
3382         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3383         return ptr;
3384 }
3385
3386 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3387 {
3388         struct kmem_cache *s;
3389         void *ret;
3390
3391         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3392                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3393
3394                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3395                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3396                                    flags, node);
3397
3398                 return ret;
3399         }
3400
3401         s = get_slab(size, flags);
3402
3403         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3404                 return s;
3405
3406         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3407
3408         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3413 #endif
3414
3415 size_t ksize(const void *object)
3416 {
3417         struct page *page;
3418
3419         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3420                 return 0;
3421
3422         page = virt_to_head_page(object);
3423
3424         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3425                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3426                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3427         }
3428
3429         return slab_ksize(page->slab);
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3432
3433 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3434 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3435 {
3436         struct page *page;
3437         void *object = (void *)x;
3438         unsigned long flags;
3439         bool rv;
3440
3441         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3442                 return false;
3443
3444         local_irq_save(flags);
3445
3446         page = virt_to_head_page(x);
3447         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3448                 /* maybe it was from stack? */
3449                 rv = true;
3450                 goto out_unlock;
3451         }
3452
3453         slab_lock(page);
3454         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3455                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3456                 rv = false;
3457         } else {
3458                 rv = true;
3459         }
3460         slab_unlock(page);
3461
3462 out_unlock:
3463         local_irq_restore(flags);
3464         return rv;
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3467 #endif
3468
3469 void kfree(const void *x)
3470 {
3471         struct page *page;
3472         void *object = (void *)x;
3473
3474         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3475
3476         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3477                 return;
3478
3479         page = virt_to_head_page(x);
3480         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3481                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3482                 kmemleak_free(x);
3483                 put_page(page);
3484                 return;
3485         }
3486         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3489
3490 /*
3491  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3492  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3493  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3494  * and thus they can be removed from the partial lists.
3495  *
3496  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3497  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3498  * are freed in them.
3499  */
3500 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3501 {
3502         int node;
3503         int i;
3504         struct kmem_cache_node *n;
3505         struct page *page;
3506         struct page *t;
3507         int objects = oo_objects(s->max);
3508         struct list_head *slabs_by_inuse =
3509                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3510         unsigned long flags;
3511
3512         if (!slabs_by_inuse)
3513                 return -ENOMEM;
3514
3515         flush_all(s);
3516         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3517                 n = get_node(s, node);
3518
3519                 if (!n->nr_partial)
3520                         continue;
3521
3522                 for (i = 0; i < objects; i++)
3523                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3524
3525                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3526
3527                 /*
3528                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3529                  *
3530                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3531                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3532                  */
3533                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3534                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3535                         if (!page->inuse)
3536                                 n->nr_partial--;
3537                 }
3538
3539                 /*
3540                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3541                  * first and the least used slabs at the end.
3542                  */
3543                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3544                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3545
3546                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3547
3548                 /* Release empty slabs */
3549                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3550                         discard_slab(s, page);
3551         }
3552
3553         kfree(slabs_by_inuse);
3554         return 0;
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3557
3558 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3559 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3560 {
3561         struct kmem_cache *s;
3562
3563         down_read(&slub_lock);
3564         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3565                 kmem_cache_shrink(s);
3566         up_read(&slub_lock);
3567
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3572 {
3573         struct kmem_cache_node *n;
3574         struct kmem_cache *s;
3575         struct memory_notify *marg = arg;
3576         int offline_node;
3577
3578         offline_node = marg->status_change_nid;
3579
3580         /*
3581          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3582          * for it yet.
3583          */
3584         if (offline_node < 0)
3585                 return;
3586
3587         down_read(&slub_lock);
3588         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3589                 n = get_node(s, offline_node);
3590                 if (n) {
3591                         /*
3592                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3593                          * that is going down. We were unable to free them,
3594                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3595                          * callback. So, we must fail.
3596                          */
3597                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3598
3599                         s->node[offline_node] = NULL;
3600                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3601                 }
3602         }
3603         up_read(&slub_lock);
3604 }
3605
3606 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3607 {
3608         struct kmem_cache_node *n;
3609         struct kmem_cache *s;
3610         struct memory_notify *marg = arg;
3611         int nid = marg->status_change_nid;
3612         int ret = 0;
3613
3614         /*
3615          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3616          * already created. Nothing to do.
3617          */
3618         if (nid < 0)
3619                 return 0;
3620
3621         /*
3622          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3623          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3624          * online.
3625          */
3626         down_read(&slub_lock);
3627         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3628                 /*
3629                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3630                  *      since memory is not yet available from the node that
3631                  *      is brought up.
3632                  */
3633                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3634                 if (!n) {
3635                         ret = -ENOMEM;
3636                         goto out;
3637                 }
3638                 init_kmem_cache_node(n, s);
3639                 s->node[nid] = n;
3640         }
3641 out:
3642         up_read(&slub_lock);
3643         return ret;
3644 }
3645
3646 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3647                                 unsigned long action, void *arg)
3648 {
3649         int ret = 0;
3650
3651         switch (action) {
3652         case MEM_GOING_ONLINE:
3653                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3654                 break;
3655         case MEM_GOING_OFFLINE:
3656                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3657                 break;
3658         case MEM_OFFLINE:
3659         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3660                 slab_mem_offline_callback(arg);
3661                 break;
3662         case MEM_ONLINE:
3663         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3664                 break;
3665         }
3666         if (ret)
3667                 ret = notifier_from_errno(ret);
3668         else
3669                 ret = NOTIFY_OK;
3670         return ret;
3671 }
3672
3673 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3674
3675 /********************************************************************
3676  *                      Basic setup of slabs
3677  *******************************************************************/
3678
3679 /*
3680  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3681  * the page allocator
3682  */
3683
3684 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3685 {
3686         int node;
3687
3688         list_add(&s->list, &slab_caches);
3689         s->refcount = -1;
3690
3691         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3692                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3693                 struct page *p;
3694
3695                 if (n) {
3696                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3697                                 p->slab = s;
3698
3699 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3700                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3701                                 p->slab = s;
3702 #endif
3703                 }
3704         }
3705 }
3706
3707 void __init kmem_cache_init(void)
3708 {
3709         int i;
3710         int caches = 0;
3711         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3712         int order;
3713         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3714         unsigned long kmalloc_size;
3715
3716         if (debug_guardpage_minorder())
3717                 slub_max_order = 0;
3718
3719         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3720                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3721
3722         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3723         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3724         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3725         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3726
3727         /*
3728          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3729          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3730          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3731          */
3732         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3733
3734         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3735                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3736                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3737
3738         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3739
3740         /* Able to allocate the per node structures */
3741         slab_state = PARTIAL;
3742
3743         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3744         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3745                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3746         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3747         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3748
3749         /*
3750          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3751          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3752          * update any list pointers.
3753          */
3754         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3755
3756         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3757         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3758
3759         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3760
3761         caches++;
3762         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3763         caches++;
3764         /* Free temporary boot structure */
3765         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3766
3767         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3768
3769         /*
3770          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3771          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3772          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3773          *
3774          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3775          * handle the index determination for the smaller caches.
3776          *
3777          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3778          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3779          */
3780         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3781                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3782
3783         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3784                 int elem = size_index_elem(i);
3785                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3786                         break;
3787                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3788         }
3789
3790         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3791                 /*
3792                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3793                  * is 64 byte.
3794                  */
3795                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3796                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3797         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3798                 /*
3799                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3800                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3801                  * instead.
3802                  */
3803                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3804                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3805         }
3806
3807         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3808         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3809                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3810                 caches++;
3811         }
3812
3813         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3814                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3815                 caches++;
3816         }
3817
3818         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3819                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3820                 caches++;
3821         }
3822
3823         slab_state = UP;
3824
3825         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3826         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3827                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3828                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3829         }
3830
3831         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3832                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3833                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3834         }
3835
3836         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3837                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3838
3839                 BUG_ON(!s);
3840                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3841         }
3842
3843 #ifdef CONFIG_SMP
3844         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3845 #endif
3846
3847 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3848         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3849                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3850
3851                 if (s && s->size) {
3852                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3853                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3854
3855                         BUG_ON(!name);
3856                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3857                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3858                 }
3859         }
3860 #endif
3861         printk(KERN_INFO
3862                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3863                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3864                 caches, cache_line_size(),
3865                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3866                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3867 }
3868
3869 void __init kmem_cache_init_late(void)
3870 {
3871 }
3872
3873 /*
3874  * Find a mergeable slab cache
3875  */
3876 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3877 {
3878         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3879                 return 1;
3880
3881         if (s->ctor)
3882                 return 1;
3883
3884         /*
3885          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3886          */
3887         if (s->refcount < 0)
3888                 return 1;
3889
3890         return 0;
3891 }
3892
3893 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3894                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3895                 void (*ctor)(void *))
3896 {
3897         struct kmem_cache *s;
3898
3899         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3900                 return NULL;
3901
3902         if (ctor)
3903                 return NULL;
3904
3905         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3906         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3907         size = ALIGN(size, align);
3908         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3909
3910         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3911                 if (slab_unmergeable(s))
3912                         continue;
3913
3914                 if (size > s->size)
3915                         continue;
3916
3917                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3918                                 continue;
3919                 /*
3920                  * Check if alignment is compatible.
3921                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3922                  */
3923                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3924                         continue;
3925
3926                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3927                         continue;
3928
3929                 return s;
3930         }
3931         return NULL;
3932 }
3933
3934 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3935                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3936 {
3937         struct kmem_cache *s;
3938         char *n;
3939
3940         if (WARN_ON(!name))
3941                 return NULL;
3942
3943         down_write(&slub_lock);
3944         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3945         if (s) {
3946                 s->refcount++;
3947                 /*
3948                  * Adjust the object sizes so that we clear
3949                  * the complete object on kzalloc.
3950                  */
3951                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3952                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3953
3954                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3955                         s->refcount--;
3956                         goto err;
3957                 }
3958                 up_write(&slub_lock);
3959                 return s;
3960         }
3961
3962         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3963         if (!n)
3964                 goto err;
3965
3966         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3967         if (s) {
3968                 if (kmem_cache_open(s, n,
3969                                 size, align, flags, ctor)) {
3970                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3971                         up_write(&slub_lock);
3972                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3973                                 down_write(&slub_lock);
3974                                 list_del(&s->list);
3975                                 kfree(n);
3976                                 kfree(s);
3977                                 goto err;
3978                         }
3979                         return s;
3980                 }
3981                 kfree(n);
3982                 kfree(s);
3983         }
3984 err:
3985         up_write(&slub_lock);
3986
3987         if (flags & SLAB_PANIC)
3988                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3989         else
3990                 s = NULL;
3991         return s;
3992 }
3993 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3994
3995 #ifdef CONFIG_SMP
3996 /*
3997  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3998  * necessary.
3999  */
4000 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4001                 unsigned long action, void *hcpu)
4002 {
4003         long cpu = (long)hcpu;
4004         struct kmem_cache *s;
4005         unsigned long flags;
4006
4007         switch (action) {
4008         case CPU_UP_CANCELED:
4009         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4010         case CPU_DEAD:
4011         case CPU_DEAD_FROZEN:
4012                 down_read(&slub_lock);
4013                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4014                         local_irq_save(flags);
4015                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4016                         local_irq_restore(flags);
4017                 }
4018                 up_read(&slub_lock);
4019                 break;
4020         default:
4021                 break;
4022         }
4023         return NOTIFY_OK;
4024 }
4025
4026 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4027         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4028 };
4029
4030 #endif
4031
4032 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4033 {
4034         struct kmem_cache *s;
4035         void *ret;
4036
4037         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4038                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4039
4040         s = get_slab(size, gfpflags);
4041
4042         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4043                 return s;
4044
4045         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4046
4047         /* Honor the call site pointer we received. */
4048         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4049
4050         return ret;
4051 }
4052
4053 #ifdef CONFIG_NUMA
4054 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4055                                         int node, unsigned long caller)
4056 {
4057         struct kmem_cache *s;
4058         void *ret;
4059
4060         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4061                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4062
4063                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4064                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4065                                    gfpflags, node);
4066
4067                 return ret;
4068         }
4069
4070         s = get_slab(size, gfpflags);
4071
4072         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4073                 return s;
4074
4075         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4076
4077         /* Honor the call site pointer we received. */
4078         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4079
4080         return ret;
4081 }
4082 #endif
4083
4084 #ifdef CONFIG_SYSFS
4085 static int count_inuse(struct page *page)
4086 {
4087         return page->inuse;
4088 }
4089
4090 static int count_total(struct page *page)
4091 {
4092         return page->objects;
4093 }
4094 #endif
4095
4096 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4097 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4098                                                 unsigned long *map)
4099 {
4100         void *p;
4101         void *addr = page_address(page);
4102
4103         if (!check_slab(s, page) ||
4104                         !on_freelist(s, page, NULL))
4105                 return 0;
4106
4107         /* Now we know that a valid freelist exists */
4108         bitmap_zero(map, page->objects);
4109
4110         get_map(s, page, map);
4111         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4112                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4113                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4114                                 return 0;
4115         }
4116
4117         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4118                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4119                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4120                                 return 0;
4121         return 1;
4122 }
4123
4124 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4125                                                 unsigned long *map)
4126 {
4127         slab_lock(page);
4128         validate_slab(s, page, map);
4129         slab_unlock(page);
4130 }
4131
4132 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4133                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4134 {
4135         unsigned long count = 0;
4136         struct page *page;
4137         unsigned long flags;
4138
4139         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4140
4141         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4142                 validate_slab_slab(s, page, map);
4143                 count++;
4144         }
4145         if (count != n->nr_partial)
4146                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4147                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4148
4149         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4150                 goto out;
4151
4152         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4153                 validate_slab_slab(s, page, map);
4154                 count++;
4155         }
4156         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4157                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4158                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4159                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4160
4161 out:
4162         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4163         return count;
4164 }
4165
4166 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4167 {
4168         int node;
4169         unsigned long count = 0;
4170         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4171                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4172
4173         if (!map)
4174                 return -ENOMEM;
4175
4176         flush_all(s);
4177         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4178                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4179
4180                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4181         }
4182         kfree(map);
4183         return count;
4184 }
4185 /*
4186  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4187  * and freed.
4188  */
4189
4190 struct location {
4191         unsigned long count;
4192         unsigned long addr;
4193         long long sum_time;
4194         long min_time;
4195         long max_time;
4196         long min_pid;
4197         long max_pid;
4198         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4199         nodemask_t nodes;
4200 };
4201
4202 struct loc_track {
4203         unsigned long max;
4204         unsigned long count;
4205         struct location *loc;
4206 };
4207
4208 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4209 {
4210         if (t->max)
4211                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4212                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4213 }
4214
4215 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4216 {
4217         struct location *l;
4218         int order;
4219
4220         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4221
4222         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4223         if (!l)
4224                 return 0;
4225
4226         if (t->count) {
4227                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4228                 free_loc_track(t);
4229         }
4230         t->max = max;
4231         t->loc = l;
4232         return 1;
4233 }
4234
4235 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4236                                 const struct track *track)
4237 {
4238         long start, end, pos;
4239         struct location *l;
4240         unsigned long caddr;
4241         unsigned long age = jiffies - track->when;
4242
4243         start = -1;
4244         end = t->count;
4245
4246         for ( ; ; ) {
4247                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4248
4249                 /*
4250                  * There is nothing at "end". If we end up there
4251                  * we need to add something to before end.
4252                  */
4253                 if (pos == end)
4254                         break;
4255
4256                 caddr = t->loc[pos].addr;
4257                 if (track->addr == caddr) {
4258
4259                         l = &t->loc[pos];
4260                         l->count++;
4261                         if (track->when) {
4262                                 l->sum_time += age;
4263                                 if (age < l->min_time)
4264                                         l->min_time = age;
4265                                 if (age > l->max_time)
4266                                         l->max_time = age;
4267
4268                                 if (track->pid < l->min_pid)
4269                                         l->min_pid = track->pid;
4270                                 if (track->pid > l->max_pid)
4271                                         l->max_pid = track->pid;
4272
4273                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4274                                                 to_cpumask(l->cpus));
4275                         }
4276                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4277                         return 1;
4278                 }
4279
4280                 if (track->addr < caddr)
4281                         end = pos;
4282                 else
4283                         start = pos;
4284         }
4285
4286         /*
4287          * Not found. Insert new tracking element.
4288          */
4289         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4290                 return 0;
4291
4292         l = t->loc + pos;
4293         if (pos < t->count)
4294                 memmove(l + 1, l,
4295                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4296         t->count++;
4297         l->count = 1;
4298         l->addr = track->addr;
4299         l->sum_time = age;
4300         l->min_time = age;
4301         l->max_time = age;
4302         l->min_pid = track->pid;
4303         l->max_pid = track->pid;
4304         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4305         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4306         nodes_clear(l->nodes);
4307         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4308         return 1;
4309 }
4310
4311 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4312                 struct page *page, enum track_item alloc,
4313                 unsigned long *map)
4314 {
4315         void *addr = page_address(page);
4316         void *p;
4317
4318         bitmap_zero(map, page->objects);
4319         get_map(s, page, map);
4320
4321         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4322                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4323                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4324 }
4325
4326 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4327                                         enum track_item alloc)
4328 {
4329         int len = 0;
4330         unsigned long i;
4331         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4332         int node;
4333         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4334                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4335
4336         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4337                                      GFP_TEMPORARY)) {
4338                 kfree(map);
4339                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4340         }
4341         /* Push back cpu slabs */
4342         flush_all(s);
4343
4344         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4345                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4346                 unsigned long flags;
4347                 struct page *page;
4348
4349                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4350                         continue;
4351
4352                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4353                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4354                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4355                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4356                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4357                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4358         }
4359
4360         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4361                 struct location *l = &t.loc[i];
4362
4363                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4364                         break;
4365                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4366
4367                 if (l->addr)
4368                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4369                 else
4370                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4371
4372                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4373                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4374                                 l->min_time,
4375                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4376                                 l->max_time);
4377                 } else
4378                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4379                                 l->min_time);
4380
4381                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4382                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4383                                 l->min_pid, l->max_pid);
4384                 else
4385                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4386                                 l->min_pid);
4387
4388                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4389                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4390                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4391                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4392                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4393                                                  to_cpumask(l->cpus));
4394                 }
4395
4396                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4397                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4398                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4399                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4400                                         l->nodes);
4401                 }
4402
4403                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4404         }
4405
4406         free_loc_track(&t);
4407         kfree(map);
4408         if (!t.count)
4409                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4410         return len;
4411 }
4412 #endif
4413
4414 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4415 static void resiliency_test(void)
4416 {
4417         u8 *p;
4418
4419         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4420
4421         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4422         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4423         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4424
4425         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4426         p[16] = 0x12;
4427         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4428                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4429
4430         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4431
4432         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4433         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4434         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4435         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4436                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4437         printk(KERN_ERR
4438                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4439
4440         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4441         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4442         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4443         *p = 0x56;
4444         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4445                                                                         p);
4446         printk(KERN_ERR
4447                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4448         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4449
4450         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4451         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4452         kfree(p);
4453         *p = 0x78;
4454         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4455         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4456
4457         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4458         kfree(p);
4459         p[50] = 0x9a;
4460         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4461                         p);
4462         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4463
4464         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4465         kfree(p);
4466         p[512] = 0xab;
4467         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4468         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4469 }
4470 #else
4471 #ifdef CONFIG_SYSFS
4472 static void resiliency_test(void) {};
4473 #endif
4474 #endif
4475
4476 #ifdef CONFIG_SYSFS
4477 enum slab_stat_type {
4478         SL_ALL,                 /* All slabs */
4479         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4480         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4481         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4482         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4483 };
4484
4485 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4486 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4487 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4488 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4489 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4490
4491 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4492                             char *buf, unsigned long flags)
4493 {
4494         unsigned long total = 0;
4495         int node;
4496         int x;
4497         unsigned long *nodes;
4498         unsigned long *per_cpu;
4499
4500         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4501         if (!nodes)
4502                 return -ENOMEM;
4503         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4504
4505         if (flags & SO_CPU) {
4506                 int cpu;
4507
4508                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4509                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4510                         int node = ACCESS_ONCE(c->node);
4511                         struct page *page;
4512
4513                         if (node < 0)
4514                                 continue;
4515                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4516                         if (page) {
4517                                 if (flags & SO_TOTAL)
4518                                         x = page->objects;
4519                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4520                                         x = page->inuse;
4521                                 else
4522                                         x = 1;
4523
4524                                 total += x;
4525                                 nodes[node] += x;
4526                         }
4527                         page = c->partial;
4528
4529                         if (page) {
4530                                 x = page->pobjects;
4531                                 total += x;
4532                                 nodes[node] += x;
4533                         }
4534                         per_cpu[node]++;
4535                 }
4536         }
4537
4538         lock_memory_hotplug();
4539 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4540         if (flags & SO_ALL) {
4541                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4542                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4543
4544                 if (flags & SO_TOTAL)
4545                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4546                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4547                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4548                                 count_partial(n, count_free);
4549
4550                         else
4551                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4552                         total += x;
4553                         nodes[node] += x;
4554                 }
4555
4556         } else
4557 #endif
4558         if (flags & SO_PARTIAL) {
4559                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4560                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4561
4562                         if (flags & SO_TOTAL)
4563                                 x = count_partial(n, count_total);
4564                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4565                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4566                         else
4567                                 x = n->nr_partial;
4568                         total += x;
4569                         nodes[node] += x;
4570                 }
4571         }
4572         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4573 #ifdef CONFIG_NUMA
4574         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4575                 if (nodes[node])
4576                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4577                                         node, nodes[node]);
4578 #endif
4579         unlock_memory_hotplug();
4580         kfree(nodes);
4581         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4582 }
4583
4584 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4585 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4586 {
4587         int node;
4588
4589         for_each_online_node(node) {
4590                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4591
4592                 if (!n)
4593                         continue;
4594
4595                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4596                         return 1;
4597         }
4598         return 0;
4599 }
4600 #endif
4601
4602 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4603 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4604
4605 struct slab_attribute {
4606         struct attribute attr;
4607         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4608         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4609 };
4610
4611 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4612         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4613         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4614
4615 #define SLAB_ATTR(_name) \
4616         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4617         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4618
4619 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4620 {
4621         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4622 }
4623 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4624
4625 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4626 {
4627         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4628 }
4629 SLAB_ATTR_RO(align);
4630
4631 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4632 {
4633         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4634 }
4635 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4636
4637 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4638 {
4639         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4640 }
4641 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4642
4643 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4644                                 const char *buf, size_t length)
4645 {
4646         unsigned long order;
4647         int err;
4648
4649         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4650         if (err)
4651                 return err;
4652
4653         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4654                 return -EINVAL;
4655
4656         calculate_sizes(s, order);
4657         return length;
4658 }
4659
4660 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4661 {
4662         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4663 }
4664 SLAB_ATTR(order);
4665
4666 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4667 {
4668         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4669 }
4670
4671 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4672                                  size_t length)
4673 {
4674         unsigned long min;
4675         int err;
4676
4677         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4678         if (err)
4679                 return err;
4680
4681         set_min_partial(s, min);
4682         return length;
4683 }
4684 SLAB_ATTR(min_partial);
4685
4686 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4687 {
4688         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4689 }
4690
4691 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4692                                  size_t length)
4693 {
4694         unsigned long objects;
4695         int err;
4696
4697         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4698         if (err)
4699                 return err;
4700         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4701                 return -EINVAL;
4702
4703         s->cpu_partial = objects;
4704         flush_all(s);
4705         return length;
4706 }
4707 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4708
4709 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         if (!s->ctor)
4712                 return 0;
4713         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4714 }
4715 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4716
4717 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4718 {
4719         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4720 }
4721 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4722
4723 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4724 {
4725         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4726 }
4727 SLAB_ATTR_RO(partial);
4728
4729 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4730 {
4731         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4732 }
4733 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4734
4735 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4736 {
4737         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4738 }
4739 SLAB_ATTR_RO(objects);
4740
4741 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4742 {
4743         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4744 }
4745 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4746
4747 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4748 {
4749         int objects = 0;
4750         int pages = 0;
4751         int cpu;
4752         int len;
4753
4754         for_each_online_cpu(cpu) {
4755                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4756
4757                 if (page) {
4758                         pages += page->pages;
4759                         objects += page->pobjects;
4760                 }
4761         }
4762
4763         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4764
4765 #ifdef CONFIG_SMP
4766         for_each_online_cpu(cpu) {
4767                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4768
4769                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4770                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4771                                 page->pobjects, page->pages);
4772         }
4773 #endif
4774         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4775 }
4776 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4777
4778 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4779 {
4780         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4781 }
4782
4783 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4784                                 const char *buf, size_t length)
4785 {
4786         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4787         if (buf[0] == '1')
4788                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4789         return length;
4790 }
4791 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4792
4793 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4794 {
4795         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4796 }
4797 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4798
4799 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4800 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4803 }
4804 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4805 #endif
4806
4807 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4808 {
4809         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4810 }
4811 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4812
4813 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4814 {
4815         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4816 }
4817 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4818
4819 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4820 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4821 {
4822         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4823 }
4824 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4825
4826 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4827 {
4828         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4829 }
4830 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4831
4832 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4833 {
4834         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4835 }
4836
4837 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4838                                 const char *buf, size_t length)
4839 {
4840         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4841         if (buf[0] == '1') {
4842                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4843                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4844         }
4845         return length;
4846 }
4847 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4848
4849 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4850 {
4851         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4852 }
4853
4854 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4855                                                         size_t length)
4856 {
4857         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4858         if (buf[0] == '1') {
4859                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4860                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4861         }
4862         return length;
4863 }
4864 SLAB_ATTR(trace);
4865
4866 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4867 {
4868         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4869 }
4870
4871 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4872                                 const char *buf, size_t length)
4873 {
4874         if (any_slab_objects(s))
4875                 return -EBUSY;
4876
4877         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4878         if (buf[0] == '1') {
4879                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4880                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4881         }
4882         calculate_sizes(s, -1);
4883         return length;
4884 }
4885 SLAB_ATTR(red_zone);
4886
4887 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4888 {
4889         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4890 }
4891
4892 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4893                                 const char *buf, size_t length)
4894 {
4895         if (any_slab_objects(s))
4896                 return -EBUSY;
4897
4898         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4899         if (buf[0] == '1') {
4900                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4901                 s->flags |= SLAB_POISON;
4902         }
4903         calculate_sizes(s, -1);
4904         return length;
4905 }
4906 SLAB_ATTR(poison);
4907
4908 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4909 {
4910         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4911 }
4912
4913 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4914                                 const char *buf, size_t length)
4915 {
4916         if (any_slab_objects(s))
4917                 return -EBUSY;
4918
4919         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4920         if (buf[0] == '1') {
4921                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4922                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4923         }
4924         calculate_sizes(s, -1);
4925         return length;
4926 }
4927 SLAB_ATTR(store_user);
4928
4929 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4930 {
4931         return 0;
4932 }
4933
4934 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4935                         const char *buf, size_t length)
4936 {
4937         int ret = -EINVAL;
4938
4939         if (buf[0] == '1') {
4940                 ret = validate_slab_cache(s);
4941                 if (ret >= 0)
4942                         ret = length;
4943         }
4944         return ret;
4945 }
4946 SLAB_ATTR(validate);
4947
4948 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4951                 return -ENOSYS;
4952         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4953 }
4954 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4955
4956 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4957 {
4958         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4959                 return -ENOSYS;
4960         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4961 }
4962 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4963 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4964
4965 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4966 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4967 {
4968         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4969 }
4970
4971 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4972                                                         size_t length)
4973 {
4974         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4975         if (buf[0] == '1')
4976                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4977         return length;
4978 }
4979 SLAB_ATTR(failslab);
4980 #endif
4981
4982 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4983 {
4984         return 0;
4985 }
4986
4987 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4988                         const char *buf, size_t length)
4989 {
4990         if (buf[0] == '1') {
4991                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4992
4993                 if (rc)
4994                         return rc;
4995         } else
4996                 return -EINVAL;
4997         return length;
4998 }
4999 SLAB_ATTR(shrink);
5000
5001 #ifdef CONFIG_NUMA
5002 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5003 {
5004         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5005 }
5006
5007 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5008                                 const char *buf, size_t length)
5009 {
5010         unsigned long ratio;
5011         int err;
5012
5013         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5014         if (err)
5015                 return err;
5016
5017         if (ratio <= 100)
5018                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5019
5020         return length;
5021 }
5022 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5023 #endif
5024
5025 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5026 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5027 {
5028         unsigned long sum  = 0;
5029         int cpu;
5030         int len;
5031         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5032
5033         if (!data)
5034                 return -ENOMEM;
5035
5036         for_each_online_cpu(cpu) {
5037                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5038
5039                 data[cpu] = x;
5040                 sum += x;
5041         }
5042
5043         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5044
5045 #ifdef CONFIG_SMP
5046         for_each_online_cpu(cpu) {
5047                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5048                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5049         }
5050 #endif
5051         kfree(data);
5052         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5053 }
5054
5055 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5056 {
5057         int cpu;
5058
5059         for_each_online_cpu(cpu)
5060                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5061 }
5062
5063 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5064 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5065 {                                                               \
5066         return show_stat(s, buf, si);                           \
5067 }                                                               \
5068 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5069                                 const char *buf, size_t length) \
5070 {                                                               \
5071         if (buf[0] != '0')                                      \
5072                 return -EINVAL;                                 \
5073         clear_stat(s, si);                                      \
5074         return length;                                          \
5075 }                                                               \
5076 SLAB_ATTR(text);                                                \
5077
5078 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5079 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5080 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5081 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5082 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5083 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5084 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5085 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5086 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5087 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5088 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5089 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5090 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5091 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5092 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5093 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5094 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5095 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5096 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5097 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5098 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5099 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5100 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5101 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5102 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5103 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5104 #endif
5105
5106 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5107         &slab_size_attr.attr,
5108         &object_size_attr.attr,
5109         &objs_per_slab_attr.attr,
5110         &order_attr.attr,
5111         &min_partial_attr.attr,
5112         &cpu_partial_attr.attr,
5113         &objects_attr.attr,
5114         &objects_partial_attr.attr,
5115         &partial_attr.attr,
5116         &cpu_slabs_attr.attr,
5117         &ctor_attr.attr,
5118         &aliases_attr.attr,
5119         &align_attr.attr,
5120         &hwcache_align_attr.attr,
5121         &reclaim_account_attr.attr,
5122         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5123         &shrink_attr.attr,
5124         &reserved_attr.attr,
5125         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5126 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5127         &total_objects_attr.attr,
5128         &slabs_attr.attr,
5129         &sanity_checks_attr.attr,
5130         &trace_attr.attr,
5131         &red_zone_attr.attr,
5132         &poison_attr.attr,
5133         &store_user_attr.attr,
5134         &validate_attr.attr,
5135         &alloc_calls_attr.attr,
5136         &free_calls_attr.attr,
5137 #endif
5138 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5139         &cache_dma_attr.attr,
5140 #endif
5141 #ifdef CONFIG_NUMA
5142         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5143 #endif
5144 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5145         &alloc_fastpath_attr.attr,
5146         &alloc_slowpath_attr.attr,
5147         &free_fastpath_attr.attr,
5148         &free_slowpath_attr.attr,
5149         &free_frozen_attr.attr,
5150         &free_add_partial_attr.attr,
5151         &free_remove_partial_attr.attr,
5152         &alloc_from_partial_attr.attr,
5153         &alloc_slab_attr.attr,
5154         &alloc_refill_attr.attr,
5155         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5156         &free_slab_attr.attr,
5157         &cpuslab_flush_attr.attr,
5158         &deactivate_full_attr.attr,
5159         &deactivate_empty_attr.attr,
5160         &deactivate_to_head_attr.attr,
5161         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5162         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5163         &deactivate_bypass_attr.attr,
5164         &order_fallback_attr.attr,
5165         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5166         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5167         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5168         &cpu_partial_free_attr.attr,
5169         &cpu_partial_node_attr.attr,
5170         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5171 #endif
5172 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5173         &failslab_attr.attr,
5174 #endif
5175
5176         NULL
5177 };
5178
5179 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5180         .attrs = slab_attrs,
5181 };
5182
5183 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5184                                 struct attribute *attr,
5185                                 char *buf)
5186 {
5187         struct slab_attribute *attribute;
5188         struct kmem_cache *s;
5189         int err;
5190
5191         attribute = to_slab_attr(attr);
5192         s = to_slab(kobj);
5193
5194         if (!attribute->show)
5195                 return -EIO;
5196
5197         err = attribute->show(s, buf);
5198
5199         return err;
5200 }
5201
5202 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5203                                 struct attribute *attr,
5204                                 const char *buf, size_t len)
5205 {
5206         struct slab_attribute *attribute;
5207         struct kmem_cache *s;
5208         int err;
5209
5210         attribute = to_slab_attr(attr);
5211         s = to_slab(kobj);
5212
5213         if (!attribute->store)
5214                 return -EIO;
5215
5216         err = attribute->store(s, buf, len);
5217
5218         return err;
5219 }
5220
5221 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5222 {
5223         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5224
5225         kfree(s->name);
5226         kfree(s);
5227 }
5228
5229 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5230         .show = slab_attr_show,
5231         .store = slab_attr_store,
5232 };
5233
5234 static struct kobj_type slab_ktype = {
5235         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5236         .release = kmem_cache_release
5237 };
5238
5239 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5240 {
5241         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5242
5243         if (ktype == &slab_ktype)
5244                 return 1;
5245         return 0;
5246 }
5247
5248 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5249         .filter = uevent_filter,
5250 };
5251
5252 static struct kset *slab_kset;
5253
5254 #define ID_STR_LENGTH 64
5255
5256 /* Create a unique string id for a slab cache:
5257  *
5258  * Format       :[flags-]size
5259  */
5260 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5261 {
5262         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5263         char *p = name;
5264
5265         BUG_ON(!name);
5266
5267         *p++ = ':';
5268         /*
5269          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5270          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5271          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5272          * are matched during merging to guarantee that the id is
5273          * unique.
5274          */
5275         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5276                 *p++ = 'd';
5277         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5278                 *p++ = 'a';
5279         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5280                 *p++ = 'F';
5281         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5282                 *p++ = 't';
5283         if (p != name + 1)
5284                 *p++ = '-';
5285         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5286         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5287         return name;
5288 }
5289
5290 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5291 {
5292         int err;
5293         const char *name;
5294         int unmergeable;
5295
5296         if (slab_state < SYSFS)
5297                 /* Defer until later */
5298                 return 0;
5299
5300         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5301         if (unmergeable) {
5302                 /*
5303                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5304                  * This is typically the case for debug situations. In that
5305                  * case we can catch duplicate names easily.
5306                  */
5307                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5308                 name = s->name;
5309         } else {
5310                 /*
5311                  * Create a unique name for the slab as a target
5312                  * for the symlinks.
5313                  */
5314                 name = create_unique_id(s);
5315         }
5316
5317         s->kobj.kset = slab_kset;
5318         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5319         if (err) {
5320                 kobject_put(&s->kobj);
5321                 return err;
5322         }
5323
5324         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5325         if (err) {
5326                 kobject_del(&s->kobj);
5327                 kobject_put(&s->kobj);
5328                 return err;
5329         }
5330         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5331         if (!unmergeable) {
5332                 /* Setup first alias */
5333                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5334                 kfree(name);
5335         }
5336         return 0;
5337 }
5338
5339 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5340 {
5341         if (slab_state < SYSFS)
5342                 /*
5343                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5344                  * cache from sysfs.
5345                  */
5346                 return;
5347
5348         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5349         kobject_del(&s->kobj);
5350         kobject_put(&s->kobj);
5351 }
5352
5353 /*
5354  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5355  * available lest we lose that information.
5356  */
5357 struct saved_alias {
5358         struct kmem_cache *s;
5359         const char *name;
5360         struct saved_alias *next;
5361 };
5362
5363 static struct saved_alias *alias_list;
5364
5365 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5366 {
5367         struct saved_alias *al;
5368
5369         if (slab_state == SYSFS) {
5370                 /*
5371                  * If we have a leftover link then remove it.
5372                  */
5373                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5374                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5375         }
5376
5377         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5378         if (!al)
5379                 return -ENOMEM;
5380
5381         al->s = s;
5382         al->name = name;
5383         al->next = alias_list;
5384         alias_list = al;
5385         return 0;
5386 }
5387
5388 static int __init slab_sysfs_init(void)
5389 {
5390         struct kmem_cache *s;
5391         int err;
5392
5393         down_write(&slub_lock);
5394
5395         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5396         if (!slab_kset) {
5397                 up_write(&slub_lock);
5398                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5399                 return -ENOSYS;
5400         }
5401
5402         slab_state = SYSFS;
5403
5404         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5405                 err = sysfs_slab_add(s);
5406                 if (err)
5407                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5408                                                 " to sysfs\n", s->name);
5409         }
5410
5411         while (alias_list) {
5412                 struct saved_alias *al = alias_list;
5413
5414                 alias_list = alias_list->next;
5415                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5416                 if (err)
5417                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5418                                         " %s to sysfs\n", s->name);
5419                 kfree(al);
5420         }
5421
5422         up_write(&slub_lock);
5423         resiliency_test();
5424         return 0;
5425 }
5426
5427 __initcall(slab_sysfs_init);
5428 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5429
5430 /*
5431  * The /proc/slabinfo ABI
5432  */
5433 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5434 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5435 {
5436         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5437         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
5438                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5439         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5440         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5441         seq_putc(m, '\n');
5442 }
5443
5444 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5445 {
5446         loff_t n = *pos;
5447
5448         down_read(&slub_lock);
5449         if (!n)
5450                 print_slabinfo_header(m);
5451
5452         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5453 }
5454
5455 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5456 {
5457         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5458 }
5459
5460 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5461 {
5462         up_read(&slub_lock);
5463 }
5464
5465 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5466 {
5467         unsigned long nr_partials = 0;
5468         unsigned long nr_slabs = 0;
5469         unsigned long nr_inuse = 0;
5470         unsigned long nr_objs = 0;
5471         unsigned long nr_free = 0;
5472         struct kmem_cache *s;
5473         int node;
5474
5475         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5476
5477         for_each_online_node(node) {
5478                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5479
5480                 if (!n)
5481                         continue;
5482
5483                 nr_partials += n->nr_partial;
5484                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5485                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5486                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5487         }
5488
5489         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5490
5491         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5492                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5493                    (1 << oo_order(s->oo)));
5494         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5495         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5496                    0UL);
5497         seq_putc(m, '\n');
5498         return 0;
5499 }
5500
5501 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5502         .start = s_start,
5503         .next = s_next,
5504         .stop = s_stop,
5505         .show = s_show,
5506 };
5507
5508 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5509 {
5510         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5511 }
5512
5513 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5514         .open           = slabinfo_open,
5515         .read           = seq_read,
5516         .llseek         = seq_lseek,
5517         .release        = seq_release,
5518 };
5519
5520 static int __init slab_proc_init(void)
5521 {
5522         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5523         return 0;
5524 }
5525 module_init(slab_proc_init);
5526 #endif /* CONFIG_SLABINFO */