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