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