IB/mlx4: Create paravirt contexts for VFs when master IB driver initializes
[cascardo/linux.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34
35 #include <trace/events/kmem.h>
36
37 #include "internal.h"
38
39 /*
40  * Lock order:
41  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
42  *   2. node->list_lock
43  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
44  *
45  *   slab_mutex
46  *
47  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
48  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
49  *
50  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
51  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
52  *   double word in the page struct. Meaning
53  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
54  *      B. page->counters       -> Counters of objects
55  *      C. page->frozen         -> frozen state
56  *
57  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
58  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
59  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
60  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
61  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
62  *
63  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
64  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
65  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
66  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
67  *   modified without taking the list lock).
68  *
69  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
70  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
71  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
72  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
73  *   the list lock.
74  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
75  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
76  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
77  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
78  *
79  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
80  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
81  *
82  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
83  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
84  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
85  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
86  * cannot scan all objects.
87  *
88  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
89  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
90  * fast frees and allocs.
91  *
92  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
93  *
94  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
95  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
96  *                      such as satisfying allocations for a specific
97  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
98  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
99  *                      list operations. It is up to the processor holding
100  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
101  *                      when the slab is no longer needed.
102  *
103  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
104  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
105  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
106  *                      freelist that allows lockless access to
107  *                      free objects in addition to the regular freelist
108  *                      that requires the slab lock.
109  *
110  * PageError            Slab requires special handling due to debug
111  *                      options set. This moves slab handling out of
112  *                      the fast path and disables lockless freelists.
113  */
114
115 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
116                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 /*
128  * Issues still to be resolved:
129  *
130  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
131  *
132  * - Variable sizing of the per node arrays
133  */
134
135 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
136 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
137
138 /* Enable to log cmpxchg failures */
139 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
140
141 /*
142  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
143  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
144  */
145 #define MIN_PARTIAL 5
146
147 /*
148  * Maximum number of desirable partial slabs.
149  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
150  * sort the partial list by the number of objects in the.
151  */
152 #define MAX_PARTIAL 10
153
154 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
155                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
159  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
160  * metadata.
161  */
162 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
169                 SLAB_FAILSLAB)
170
171 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
172                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
173
174 #define OO_SHIFT        16
175 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
176 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
177
178 /* Internal SLUB flags */
179 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
180 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
181
182 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
183
184 #ifdef CONFIG_SMP
185 static struct notifier_block slab_notifier;
186 #endif
187
188 /*
189  * Tracking user of a slab.
190  */
191 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
195         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
196 #endif
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SYSFS
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s->name);
216         kfree(s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
233 {
234         return s->node[node];
235 }
236
237 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
238 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
239                                 struct page *page, const void *object)
240 {
241         void *base;
242
243         if (!object)
244                 return 1;
245
246         base = page_address(page);
247         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
248                 (object - base) % s->size) {
249                 return 0;
250         }
251
252         return 1;
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         return *(void **)(object + s->offset);
258 }
259
260 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
261 {
262         prefetch(object + s->offset);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         void *p;
268
269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
270         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
271 #else
272         p = get_freepointer(s, object);
273 #endif
274         return p;
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Determine object index from a given position */
288 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
289 {
290         return (p - addr) / s->size;
291 }
292
293 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
294 {
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296         /*
297          * Debugging requires use of the padding between object
298          * and whatever may come after it.
299          */
300         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
301                 return s->object_size;
302
303 #endif
304         /*
305          * If we have the need to store the freelist pointer
306          * back there or track user information then we can
307          * only use the space before that information.
308          */
309         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
310                 return s->inuse;
311         /*
312          * Else we can use all the padding etc for the allocation
313          */
314         return s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
348 }
349
350 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
351 {
352         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
353 }
354
355 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
356 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
357                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
358                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
359                 const char *n)
360 {
361         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
362 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
363     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
364         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
365                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
366                         freelist_old, counters_old,
367                         freelist_new, counters_new))
368                 return 1;
369         } else
370 #endif
371         {
372                 slab_lock(page);
373                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
374                         page->freelist = freelist_new;
375                         page->counters = counters_new;
376                         slab_unlock(page);
377                         return 1;
378                 }
379                 slab_unlock(page);
380         }
381
382         cpu_relax();
383         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
384
385 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
386         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
387 #endif
388
389         return 0;
390 }
391
392 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
393                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
394                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
395                 const char *n)
396 {
397 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
398     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
399         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
400                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
401                         freelist_old, counters_old,
402                         freelist_new, counters_new))
403                 return 1;
404         } else
405 #endif
406         {
407                 unsigned long flags;
408
409                 local_irq_save(flags);
410                 slab_lock(page);
411                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
412                         page->freelist = freelist_new;
413                         page->counters = counters_new;
414                         slab_unlock(page);
415                         local_irq_restore(flags);
416                         return 1;
417                 }
418                 slab_unlock(page);
419                 local_irq_restore(flags);
420         }
421
422         cpu_relax();
423         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
424
425 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
426         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
427 #endif
428
429         return 0;
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
433 /*
434  * Determine a map of object in use on a page.
435  *
436  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
437  * not vanish from under us.
438  */
439 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
440 {
441         void *p;
442         void *addr = page_address(page);
443
444         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
445                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * Object debugging
462  */
463 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
464 {
465         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
466                         length, 1);
467 }
468
469 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
470         enum track_item alloc)
471 {
472         struct track *p;
473
474         if (s->offset)
475                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
476         else
477                 p = object + s->inuse;
478
479         return p + alloc;
480 }
481
482 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
484 {
485         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
486
487         if (addr) {
488 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
489                 struct stack_trace trace;
490                 int i;
491
492                 trace.nr_entries = 0;
493                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
494                 trace.entries = p->addrs;
495                 trace.skip = 3;
496                 save_stack_trace(&trace);
497
498                 /* See rant in lockdep.c */
499                 if (trace.nr_entries != 0 &&
500                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
501                         trace.nr_entries--;
502
503                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
504                         p->addrs[i] = 0;
505 #endif
506                 p->addr = addr;
507                 p->cpu = smp_processor_id();
508                 p->pid = current->pid;
509                 p->when = jiffies;
510         } else
511                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
512 }
513
514 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
515 {
516         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
517                 return;
518
519         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
520         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
521 }
522
523 static void print_track(const char *s, struct track *t)
524 {
525         if (!t->addr)
526                 return;
527
528         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
529                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
530 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
531         {
532                 int i;
533                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
534                         if (t->addrs[i])
535                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
536                         else
537                                 break;
538         }
539 #endif
540 }
541
542 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
543 {
544         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
545                 return;
546
547         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
548         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
549 }
550
551 static void print_page_info(struct page *page)
552 {
553         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
554                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
555
556 }
557
558 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
559 {
560         va_list args;
561         char buf[100];
562
563         va_start(args, fmt);
564         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
565         va_end(args);
566         printk(KERN_ERR "========================================"
567                         "=====================================\n");
568         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
569         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
570                         "-------------------------------------\n\n");
571 }
572
573 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
574 {
575         va_list args;
576         char buf[100];
577
578         va_start(args, fmt);
579         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
580         va_end(args);
581         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
582 }
583
584 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
585 {
586         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
587         u8 *addr = page_address(page);
588
589         print_tracking(s, p);
590
591         print_page_info(page);
592
593         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
594                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
595
596         if (p > addr + 16)
597                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
598
599         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
600                                 PAGE_SIZE));
601         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
602                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
603                         s->inuse - s->object_size);
604
605         if (s->offset)
606                 off = s->offset + sizeof(void *);
607         else
608                 off = s->inuse;
609
610         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
611                 off += 2 * sizeof(struct track);
612
613         if (off != s->size)
614                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
615                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
616
617         dump_stack();
618 }
619
620 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
621                         u8 *object, char *reason)
622 {
623         slab_bug(s, "%s", reason);
624         print_trailer(s, page, object);
625 }
626
627 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
628 {
629         va_list args;
630         char buf[100];
631
632         va_start(args, fmt);
633         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
634         va_end(args);
635         slab_bug(s, "%s", buf);
636         print_page_info(page);
637         dump_stack();
638 }
639
640 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
641 {
642         u8 *p = object;
643
644         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
645                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
646                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
647         }
648
649         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
650                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
651 }
652
653 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
654                                                 void *from, void *to)
655 {
656         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
657         memset(from, data, to - from);
658 }
659
660 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
661                         u8 *object, char *what,
662                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
663 {
664         u8 *fault;
665         u8 *end;
666
667         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
668         if (!fault)
669                 return 1;
670
671         end = start + bytes;
672         while (end > fault && end[-1] == value)
673                 end--;
674
675         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
676         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
677                                         fault, end - 1, fault[0], value);
678         print_trailer(s, page, object);
679
680         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
681         return 0;
682 }
683
684 /*
685  * Object layout:
686  *
687  * object address
688  *      Bytes of the object to be managed.
689  *      If the freepointer may overlay the object then the free
690  *      pointer is the first word of the object.
691  *
692  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
693  *      0xa5 (POISON_END)
694  *
695  * object + s->object_size
696  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
697  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
698  *      object_size == inuse.
699  *
700  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
701  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
702  *
703  * object + s->inuse
704  *      Meta data starts here.
705  *
706  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
707  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
708  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
709  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
710  *              before the word boundary.
711  *
712  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
713  *
714  * object + s->size
715  *      Nothing is used beyond s->size.
716  *
717  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
718  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
719  * may be used with merged slabcaches.
720  */
721
722 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
723 {
724         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
725
726         if (s->offset)
727                 /* Freepointer is placed after the object. */
728                 off += sizeof(void *);
729
730         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
731                 /* We also have user information there */
732                 off += 2 * sizeof(struct track);
733
734         if (s->size == off)
735                 return 1;
736
737         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
738                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
739 }
740
741 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
742 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
743 {
744         u8 *start;
745         u8 *fault;
746         u8 *end;
747         int length;
748         int remainder;
749
750         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
751                 return 1;
752
753         start = page_address(page);
754         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
755         end = start + length;
756         remainder = length % s->size;
757         if (!remainder)
758                 return 1;
759
760         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
761         if (!fault)
762                 return 1;
763         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
764                 end--;
765
766         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
767         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
768
769         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
770         return 0;
771 }
772
773 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
774                                         void *object, u8 val)
775 {
776         u8 *p = object;
777         u8 *endobject = object + s->object_size;
778
779         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
780                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
781                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
782                         return 0;
783         } else {
784                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
785                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
786                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
787                 }
788         }
789
790         if (s->flags & SLAB_POISON) {
791                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
792                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
793                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
794                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
795                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
796                         return 0;
797                 /*
798                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
799                  */
800                 check_pad_bytes(s, page, p);
801         }
802
803         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
804                 /*
805                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
806                  * freepointer while object is allocated.
807                  */
808                 return 1;
809
810         /* Check free pointer validity */
811         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
812                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
813                 /*
814                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
815                  * of the free objects in this slab. May cause
816                  * another error because the object count is now wrong.
817                  */
818                 set_freepointer(s, p, NULL);
819                 return 0;
820         }
821         return 1;
822 }
823
824 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
825 {
826         int maxobj;
827
828         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
829
830         if (!PageSlab(page)) {
831                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
832                 return 0;
833         }
834
835         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
836         if (page->objects > maxobj) {
837                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
838                         s->name, page->objects, maxobj);
839                 return 0;
840         }
841         if (page->inuse > page->objects) {
842                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
843                         s->name, page->inuse, page->objects);
844                 return 0;
845         }
846         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
847         slab_pad_check(s, page);
848         return 1;
849 }
850
851 /*
852  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
853  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
854  */
855 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
856 {
857         int nr = 0;
858         void *fp;
859         void *object = NULL;
860         unsigned long max_objects;
861
862         fp = page->freelist;
863         while (fp && nr <= page->objects) {
864                 if (fp == search)
865                         return 1;
866                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
867                         if (object) {
868                                 object_err(s, page, object,
869                                         "Freechain corrupt");
870                                 set_freepointer(s, object, NULL);
871                                 break;
872                         } else {
873                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
874                                 page->freelist = NULL;
875                                 page->inuse = page->objects;
876                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
877                                 return 0;
878                         }
879                         break;
880                 }
881                 object = fp;
882                 fp = get_freepointer(s, object);
883                 nr++;
884         }
885
886         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
887         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
888                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
889
890         if (page->objects != max_objects) {
891                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
892                         "should be %d", page->objects, max_objects);
893                 page->objects = max_objects;
894                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
895         }
896         if (page->inuse != page->objects - nr) {
897                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
898                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
899                 page->inuse = page->objects - nr;
900                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
901         }
902         return search == NULL;
903 }
904
905 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
906                                                                 int alloc)
907 {
908         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
909                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
910                         s->name,
911                         alloc ? "alloc" : "free",
912                         object, page->inuse,
913                         page->freelist);
914
915                 if (!alloc)
916                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
917
918                 dump_stack();
919         }
920 }
921
922 /*
923  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
924  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
925  */
926 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
927 {
928         flags &= gfp_allowed_mask;
929         lockdep_trace_alloc(flags);
930         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
931
932         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
933 }
934
935 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
936 {
937         flags &= gfp_allowed_mask;
938         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
939         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
940 }
941
942 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
943 {
944         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
945
946         /*
947          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
948          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
949          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
950          */
951 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
952         {
953                 unsigned long flags;
954
955                 local_irq_save(flags);
956                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
957                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
958                 local_irq_restore(flags);
959         }
960 #endif
961         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
962                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
963 }
964
965 /*
966  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
967  *
968  * list_lock must be held.
969  */
970 static void add_full(struct kmem_cache *s,
971         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
972 {
973         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
974                 return;
975
976         list_add(&page->lru, &n->full);
977 }
978
979 /*
980  * list_lock must be held.
981  */
982 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
983 {
984         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
985                 return;
986
987         list_del(&page->lru);
988 }
989
990 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
991 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
994
995         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
996 }
997
998 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
999 {
1000         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1001 }
1002
1003 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1004 {
1005         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1006
1007         /*
1008          * May be called early in order to allocate a slab for the
1009          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1010          * dilemma by deferring the increment of the count during
1011          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1012          */
1013         if (n) {
1014                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1015                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1016         }
1017 }
1018 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1019 {
1020         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1021
1022         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1023         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1024 }
1025
1026 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1027 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1028                                                                 void *object)
1029 {
1030         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1031                 return;
1032
1033         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1034         init_tracking(s, object);
1035 }
1036
1037 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1038                                         void *object, unsigned long addr)
1039 {
1040         if (!check_slab(s, page))
1041                 goto bad;
1042
1043         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1044                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1045                 goto bad;
1046         }
1047
1048         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1049                 goto bad;
1050
1051         /* Success perform special debug activities for allocs */
1052         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1053                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1054         trace(s, page, object, 1);
1055         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1056         return 1;
1057
1058 bad:
1059         if (PageSlab(page)) {
1060                 /*
1061                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1062                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1063                  * as used avoids touching the remaining objects.
1064                  */
1065                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1066                 page->inuse = page->objects;
1067                 page->freelist = NULL;
1068         }
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1073                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
1074 {
1075         unsigned long flags;
1076         int rc = 0;
1077
1078         local_irq_save(flags);
1079         slab_lock(page);
1080
1081         if (!check_slab(s, page))
1082                 goto fail;
1083
1084         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1085                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1086                 goto fail;
1087         }
1088
1089         if (on_freelist(s, page, object)) {
1090                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1091                 goto fail;
1092         }
1093
1094         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1095                 goto out;
1096
1097         if (unlikely(s != page->slab)) {
1098                 if (!PageSlab(page)) {
1099                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1100                                 "outside of slab", object);
1101                 } else if (!page->slab) {
1102                         printk(KERN_ERR
1103                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1104                                                 object);
1105                         dump_stack();
1106                 } else
1107                         object_err(s, page, object,
1108                                         "page slab pointer corrupt.");
1109                 goto fail;
1110         }
1111
1112         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1113                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1114         trace(s, page, object, 0);
1115         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1116         rc = 1;
1117 out:
1118         slab_unlock(page);
1119         local_irq_restore(flags);
1120         return rc;
1121
1122 fail:
1123         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1124         goto out;
1125 }
1126
1127 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1128 {
1129         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1130         if (*str++ != '=' || !*str)
1131                 /*
1132                  * No options specified. Switch on full debugging.
1133                  */
1134                 goto out;
1135
1136         if (*str == ',')
1137                 /*
1138                  * No options but restriction on slabs. This means full
1139                  * debugging for slabs matching a pattern.
1140                  */
1141                 goto check_slabs;
1142
1143         if (tolower(*str) == 'o') {
1144                 /*
1145                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1146                  * would increase as a result.
1147                  */
1148                 disable_higher_order_debug = 1;
1149                 goto out;
1150         }
1151
1152         slub_debug = 0;
1153         if (*str == '-')
1154                 /*
1155                  * Switch off all debugging measures.
1156                  */
1157                 goto out;
1158
1159         /*
1160          * Determine which debug features should be switched on
1161          */
1162         for (; *str && *str != ','; str++) {
1163                 switch (tolower(*str)) {
1164                 case 'f':
1165                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1166                         break;
1167                 case 'z':
1168                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1169                         break;
1170                 case 'p':
1171                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1172                         break;
1173                 case 'u':
1174                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1175                         break;
1176                 case 't':
1177                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1178                         break;
1179                 case 'a':
1180                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1181                         break;
1182                 default:
1183                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1184                                 "unknown. skipped\n", *str);
1185                 }
1186         }
1187
1188 check_slabs:
1189         if (*str == ',')
1190                 slub_debug_slabs = str + 1;
1191 out:
1192         return 1;
1193 }
1194
1195 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1196
1197 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1198         unsigned long flags, const char *name,
1199         void (*ctor)(void *))
1200 {
1201         /*
1202          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1203          */
1204         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1205                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1206                 flags |= slub_debug;
1207
1208         return flags;
1209 }
1210 #else
1211 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1212                         struct page *page, void *object) {}
1213
1214 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1215         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1216
1217 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1218         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1219
1220 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1221                         { return 1; }
1222 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1223                         void *object, u8 val) { return 1; }
1224 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1225                                         struct page *page) {}
1226 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1227 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1228         unsigned long flags, const char *name,
1229         void (*ctor)(void *))
1230 {
1231         return flags;
1232 }
1233 #define slub_debug 0
1234
1235 #define disable_higher_order_debug 0
1236
1237 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1238                                                         { return 0; }
1239 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1240                                                         { return 0; }
1241 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1242                                                         int objects) {}
1243 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1244                                                         int objects) {}
1245
1246 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1247                                                         { return 0; }
1248
1249 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1250                 void *object) {}
1251
1252 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1253
1254 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1255
1256 /*
1257  * Slab allocation and freeing
1258  */
1259 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1260                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1261 {
1262         int order = oo_order(oo);
1263
1264         flags |= __GFP_NOTRACK;
1265
1266         if (node == NUMA_NO_NODE)
1267                 return alloc_pages(flags, order);
1268         else
1269                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1270 }
1271
1272 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1273 {
1274         struct page *page;
1275         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1276         gfp_t alloc_gfp;
1277
1278         flags &= gfp_allowed_mask;
1279
1280         if (flags & __GFP_WAIT)
1281                 local_irq_enable();
1282
1283         flags |= s->allocflags;
1284
1285         /*
1286          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1287          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1288          */
1289         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1290
1291         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1292         if (unlikely(!page)) {
1293                 oo = s->min;
1294                 /*
1295                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1296                  * Try a lower order alloc if possible
1297                  */
1298                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1299
1300                 if (page)
1301                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1302         }
1303
1304         if (kmemcheck_enabled && page
1305                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1306                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1307
1308                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1309
1310                 /*
1311                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1312                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1313                  */
1314                 if (s->ctor)
1315                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1316                 else
1317                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1318         }
1319
1320         if (flags & __GFP_WAIT)
1321                 local_irq_disable();
1322         if (!page)
1323                 return NULL;
1324
1325         page->objects = oo_objects(oo);
1326         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1327                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1328                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1329                 1 << oo_order(oo));
1330
1331         return page;
1332 }
1333
1334 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1335                                 void *object)
1336 {
1337         setup_object_debug(s, page, object);
1338         if (unlikely(s->ctor))
1339                 s->ctor(object);
1340 }
1341
1342 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1343 {
1344         struct page *page;
1345         void *start;
1346         void *last;
1347         void *p;
1348
1349         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1350
1351         page = allocate_slab(s,
1352                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1353         if (!page)
1354                 goto out;
1355
1356         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1357         page->slab = s;
1358         __SetPageSlab(page);
1359         if (page->pfmemalloc)
1360                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1361
1362         start = page_address(page);
1363
1364         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1365                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1366
1367         last = start;
1368         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1369                 setup_object(s, page, last);
1370                 set_freepointer(s, last, p);
1371                 last = p;
1372         }
1373         setup_object(s, page, last);
1374         set_freepointer(s, last, NULL);
1375
1376         page->freelist = start;
1377         page->inuse = page->objects;
1378         page->frozen = 1;
1379 out:
1380         return page;
1381 }
1382
1383 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1384 {
1385         int order = compound_order(page);
1386         int pages = 1 << order;
1387
1388         if (kmem_cache_debug(s)) {
1389                 void *p;
1390
1391                 slab_pad_check(s, page);
1392                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1393                                                 page->objects)
1394                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1395         }
1396
1397         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1398
1399         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1400                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1401                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1402                 -pages);
1403
1404         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1405         __ClearPageSlab(page);
1406         reset_page_mapcount(page);
1407         if (current->reclaim_state)
1408                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1409         __free_pages(page, order);
1410 }
1411
1412 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1413         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1414
1415 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1416 {
1417         struct page *page;
1418
1419         if (need_reserve_slab_rcu)
1420                 page = virt_to_head_page(h);
1421         else
1422                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1423
1424         __free_slab(page->slab, page);
1425 }
1426
1427 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1428 {
1429         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1430                 struct rcu_head *head;
1431
1432                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1433                         int order = compound_order(page);
1434                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1435
1436                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1437                         head = page_address(page) + offset;
1438                 } else {
1439                         /*
1440                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1441                          */
1442                         head = (void *)&page->lru;
1443                 }
1444
1445                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1446         } else
1447                 __free_slab(s, page);
1448 }
1449
1450 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1451 {
1452         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1453         free_slab(s, page);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Management of partially allocated slabs.
1458  *
1459  * list_lock must be held.
1460  */
1461 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1462                                 struct page *page, int tail)
1463 {
1464         n->nr_partial++;
1465         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1466                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1467         else
1468                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * list_lock must be held.
1473  */
1474 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1475                                         struct page *page)
1476 {
1477         list_del(&page->lru);
1478         n->nr_partial--;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1483  * return the pointer to the freelist.
1484  *
1485  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1486  *
1487  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1488  */
1489 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1490                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1491                 int mode)
1492 {
1493         void *freelist;
1494         unsigned long counters;
1495         struct page new;
1496
1497         /*
1498          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1499          * The old freelist is the list of objects for the
1500          * per cpu allocation list.
1501          */
1502         freelist = page->freelist;
1503         counters = page->counters;
1504         new.counters = counters;
1505         if (mode) {
1506                 new.inuse = page->objects;
1507                 new.freelist = NULL;
1508         } else {
1509                 new.freelist = freelist;
1510         }
1511
1512         VM_BUG_ON(new.frozen);
1513         new.frozen = 1;
1514
1515         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1516                         freelist, counters,
1517                         new.freelist, new.counters,
1518                         "acquire_slab"))
1519                 return NULL;
1520
1521         remove_partial(n, page);
1522         WARN_ON(!freelist);
1523         return freelist;
1524 }
1525
1526 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1527 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1528
1529 /*
1530  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1531  */
1532 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1533                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1534 {
1535         struct page *page, *page2;
1536         void *object = NULL;
1537
1538         /*
1539          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1540          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1541          * partial slab and there is none available then get_partials()
1542          * will return NULL.
1543          */
1544         if (!n || !n->nr_partial)
1545                 return NULL;
1546
1547         spin_lock(&n->list_lock);
1548         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1549                 void *t;
1550                 int available;
1551
1552                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1553                         continue;
1554
1555                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1556                 if (!t)
1557                         break;
1558
1559                 if (!object) {
1560                         c->page = page;
1561                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1562                         object = t;
1563                         available =  page->objects - page->inuse;
1564                 } else {
1565                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1566                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1567                 }
1568                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1569                         break;
1570
1571         }
1572         spin_unlock(&n->list_lock);
1573         return object;
1574 }
1575
1576 /*
1577  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1578  */
1579 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1580                 struct kmem_cache_cpu *c)
1581 {
1582 #ifdef CONFIG_NUMA
1583         struct zonelist *zonelist;
1584         struct zoneref *z;
1585         struct zone *zone;
1586         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1587         void *object;
1588         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1589
1590         /*
1591          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1592          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1593          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1594          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1595          *
1596          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1597          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1598          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1599          * from other nodes and filled up.
1600          *
1601          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1602          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1603          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1604          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1605          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1606          * with available objects.
1607          */
1608         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1609                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1610                 return NULL;
1611
1612         do {
1613                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1614                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1615                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1616                         struct kmem_cache_node *n;
1617
1618                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1619
1620                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1621                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1622                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1623                                 if (object) {
1624                                         /*
1625                                          * Return the object even if
1626                                          * put_mems_allowed indicated that
1627                                          * the cpuset mems_allowed was
1628                                          * updated in parallel. It's a
1629                                          * harmless race between the alloc
1630                                          * and the cpuset update.
1631                                          */
1632                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1633                                         return object;
1634                                 }
1635                         }
1636                 }
1637         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1638 #endif
1639         return NULL;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Get a partial page, lock it and return it.
1644  */
1645 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1646                 struct kmem_cache_cpu *c)
1647 {
1648         void *object;
1649         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1650
1651         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1652         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1653                 return object;
1654
1655         return get_any_partial(s, flags, c);
1656 }
1657
1658 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1659 /*
1660  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1661  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1662  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1663  */
1664 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1665 #else
1666 /*
1667  * No preemption supported therefore also no need to check for
1668  * different cpus.
1669  */
1670 #define TID_STEP 1
1671 #endif
1672
1673 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1674 {
1675         return tid + TID_STEP;
1676 }
1677
1678 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1679 {
1680         return tid % TID_STEP;
1681 }
1682
1683 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1684 {
1685         return tid / TID_STEP;
1686 }
1687
1688 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1689 {
1690         return cpu;
1691 }
1692
1693 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1694                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1695 {
1696 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1697         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1698
1699         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1700
1701 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1702         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1703                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1704                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1705         else
1706 #endif
1707         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1708                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1709                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1710         else
1711                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1712                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1713 #endif
1714         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1715 }
1716
1717 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1718 {
1719         int cpu;
1720
1721         for_each_possible_cpu(cpu)
1722                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Remove the cpu slab
1727  */
1728 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1729 {
1730         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1731         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1732         int lock = 0;
1733         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1734         void *nextfree;
1735         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1736         struct page new;
1737         struct page old;
1738
1739         if (page->freelist) {
1740                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1741                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1742         }
1743
1744         /*
1745          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1746          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1747          * last one.
1748          *
1749          * There is no need to take the list->lock because the page
1750          * is still frozen.
1751          */
1752         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1753                 void *prior;
1754                 unsigned long counters;
1755
1756                 do {
1757                         prior = page->freelist;
1758                         counters = page->counters;
1759                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1760                         new.counters = counters;
1761                         new.inuse--;
1762                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1763
1764                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1765                         prior, counters,
1766                         freelist, new.counters,
1767                         "drain percpu freelist"));
1768
1769                 freelist = nextfree;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1774          * list presence reflects the actual number of objects
1775          * during unfreeze.
1776          *
1777          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1778          * with the count. If there is a mismatch then the page
1779          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1780          *
1781          * Then we restart the process which may have to remove
1782          * the page from the list that we just put it on again
1783          * because the number of objects in the slab may have
1784          * changed.
1785          */
1786 redo:
1787
1788         old.freelist = page->freelist;
1789         old.counters = page->counters;
1790         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1791
1792         /* Determine target state of the slab */
1793         new.counters = old.counters;
1794         if (freelist) {
1795                 new.inuse--;
1796                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1797                 new.freelist = freelist;
1798         } else
1799                 new.freelist = old.freelist;
1800
1801         new.frozen = 0;
1802
1803         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1804                 m = M_FREE;
1805         else if (new.freelist) {
1806                 m = M_PARTIAL;
1807                 if (!lock) {
1808                         lock = 1;
1809                         /*
1810                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1811                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1812                          * is frozen
1813                          */
1814                         spin_lock(&n->list_lock);
1815                 }
1816         } else {
1817                 m = M_FULL;
1818                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1819                         lock = 1;
1820                         /*
1821                          * This also ensures that the scanning of full
1822                          * slabs from diagnostic functions will not see
1823                          * any frozen slabs.
1824                          */
1825                         spin_lock(&n->list_lock);
1826                 }
1827         }
1828
1829         if (l != m) {
1830
1831                 if (l == M_PARTIAL)
1832
1833                         remove_partial(n, page);
1834
1835                 else if (l == M_FULL)
1836
1837                         remove_full(s, page);
1838
1839                 if (m == M_PARTIAL) {
1840
1841                         add_partial(n, page, tail);
1842                         stat(s, tail);
1843
1844                 } else if (m == M_FULL) {
1845
1846                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1847                         add_full(s, n, page);
1848
1849                 }
1850         }
1851
1852         l = m;
1853         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1854                                 old.freelist, old.counters,
1855                                 new.freelist, new.counters,
1856                                 "unfreezing slab"))
1857                 goto redo;
1858
1859         if (lock)
1860                 spin_unlock(&n->list_lock);
1861
1862         if (m == M_FREE) {
1863                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1864                 discard_slab(s, page);
1865                 stat(s, FREE_SLAB);
1866         }
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1871  *
1872  * This function must be called with interrupt disabled.
1873  */
1874 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1877         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1878         struct page *page, *discard_page = NULL;
1879
1880         while ((page = c->partial)) {
1881                 struct page new;
1882                 struct page old;
1883
1884                 c->partial = page->next;
1885
1886                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1887                 if (n != n2) {
1888                         if (n)
1889                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1890
1891                         n = n2;
1892                         spin_lock(&n->list_lock);
1893                 }
1894
1895                 do {
1896
1897                         old.freelist = page->freelist;
1898                         old.counters = page->counters;
1899                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1900
1901                         new.counters = old.counters;
1902                         new.freelist = old.freelist;
1903
1904                         new.frozen = 0;
1905
1906                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1907                                 old.freelist, old.counters,
1908                                 new.freelist, new.counters,
1909                                 "unfreezing slab"));
1910
1911                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1912                         page->next = discard_page;
1913                         discard_page = page;
1914                 } else {
1915                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1916                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1917                 }
1918         }
1919
1920         if (n)
1921                 spin_unlock(&n->list_lock);
1922
1923         while (discard_page) {
1924                 page = discard_page;
1925                 discard_page = discard_page->next;
1926
1927                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1928                 discard_slab(s, page);
1929                 stat(s, FREE_SLAB);
1930         }
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1935  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1936  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1937  * onto a random cpus partial slot.
1938  *
1939  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1940  * per node partial list.
1941  */
1942 int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1943 {
1944         struct page *oldpage;
1945         int pages;
1946         int pobjects;
1947
1948         do {
1949                 pages = 0;
1950                 pobjects = 0;
1951                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1952
1953                 if (oldpage) {
1954                         pobjects = oldpage->pobjects;
1955                         pages = oldpage->pages;
1956                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1957                                 unsigned long flags;
1958                                 /*
1959                                  * partial array is full. Move the existing
1960                                  * set to the per node partial list.
1961                                  */
1962                                 local_irq_save(flags);
1963                                 unfreeze_partials(s);
1964                                 local_irq_restore(flags);
1965                                 pobjects = 0;
1966                                 pages = 0;
1967                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1968                         }
1969                 }
1970
1971                 pages++;
1972                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1973
1974                 page->pages = pages;
1975                 page->pobjects = pobjects;
1976                 page->next = oldpage;
1977
1978         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1979         return pobjects;
1980 }
1981
1982 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1983 {
1984         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1985         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1986
1987         c->tid = next_tid(c->tid);
1988         c->page = NULL;
1989         c->freelist = NULL;
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Flush cpu slab.
1994  *
1995  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1996  */
1997 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1998 {
1999         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2000
2001         if (likely(c)) {
2002                 if (c->page)
2003                         flush_slab(s, c);
2004
2005                 unfreeze_partials(s);
2006         }
2007 }
2008
2009 static void flush_cpu_slab(void *d)
2010 {
2011         struct kmem_cache *s = d;
2012
2013         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2014 }
2015
2016 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2017 {
2018         struct kmem_cache *s = info;
2019         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2020
2021         return c->page || c->partial;
2022 }
2023
2024 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2025 {
2026         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2031  * locality expectations.
2032  */
2033 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2034 {
2035 #ifdef CONFIG_NUMA
2036         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2037                 return 0;
2038 #endif
2039         return 1;
2040 }
2041
2042 static int count_free(struct page *page)
2043 {
2044         return page->objects - page->inuse;
2045 }
2046
2047 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2048                                         int (*get_count)(struct page *))
2049 {
2050         unsigned long flags;
2051         unsigned long x = 0;
2052         struct page *page;
2053
2054         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2055         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2056                 x += get_count(page);
2057         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2058         return x;
2059 }
2060
2061 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2062 {
2063 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2064         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2065 #else
2066         return 0;
2067 #endif
2068 }
2069
2070 static noinline void
2071 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2072 {
2073         int node;
2074
2075         printk(KERN_WARNING
2076                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2077                 nid, gfpflags);
2078         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2079                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2080                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2081
2082         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2083                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2084                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2085
2086         for_each_online_node(node) {
2087                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2088                 unsigned long nr_slabs;
2089                 unsigned long nr_objs;
2090                 unsigned long nr_free;
2091
2092                 if (!n)
2093                         continue;
2094
2095                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2096                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2097                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2098
2099                 printk(KERN_WARNING
2100                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2101                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2102         }
2103 }
2104
2105 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2106                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2107 {
2108         void *freelist;
2109         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2110         struct page *page;
2111
2112         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2113
2114         if (freelist)
2115                 return freelist;
2116
2117         page = new_slab(s, flags, node);
2118         if (page) {
2119                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2120                 if (c->page)
2121                         flush_slab(s, c);
2122
2123                 /*
2124                  * No other reference to the page yet so we can
2125                  * muck around with it freely without cmpxchg
2126                  */
2127                 freelist = page->freelist;
2128                 page->freelist = NULL;
2129
2130                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2131                 c->page = page;
2132                 *pc = c;
2133         } else
2134                 freelist = NULL;
2135
2136         return freelist;
2137 }
2138
2139 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2140 {
2141         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2142                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2143
2144         return true;
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2149  * or deactivate the page.
2150  *
2151  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2152  *
2153  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2154  *
2155  * This function must be called with interrupt disabled.
2156  */
2157 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2158 {
2159         struct page new;
2160         unsigned long counters;
2161         void *freelist;
2162
2163         do {
2164                 freelist = page->freelist;
2165                 counters = page->counters;
2166
2167                 new.counters = counters;
2168                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2169
2170                 new.inuse = page->objects;
2171                 new.frozen = freelist != NULL;
2172
2173         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2174                 freelist, counters,
2175                 NULL, new.counters,
2176                 "get_freelist"));
2177
2178         return freelist;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2183  * debugging duties.
2184  *
2185  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2186  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2187  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2188  *
2189  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2190  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2191  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2192  *
2193  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2194  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2195  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2196  */
2197 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2198                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2199 {
2200         void *freelist;
2201         struct page *page;
2202         unsigned long flags;
2203
2204         local_irq_save(flags);
2205 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2206         /*
2207          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2208          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2209          * pointer.
2210          */
2211         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2212 #endif
2213
2214         page = c->page;
2215         if (!page)
2216                 goto new_slab;
2217 redo:
2218
2219         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2220                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2221                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2222                 c->page = NULL;
2223                 c->freelist = NULL;
2224                 goto new_slab;
2225         }
2226
2227         /*
2228          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2229          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2230          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2231          */
2232         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2233                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2234                 c->page = NULL;
2235                 c->freelist = NULL;
2236                 goto new_slab;
2237         }
2238
2239         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2240         freelist = c->freelist;
2241         if (freelist)
2242                 goto load_freelist;
2243
2244         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2245
2246         freelist = get_freelist(s, page);
2247
2248         if (!freelist) {
2249                 c->page = NULL;
2250                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2251                 goto new_slab;
2252         }
2253
2254         stat(s, ALLOC_REFILL);
2255
2256 load_freelist:
2257         /*
2258          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2259          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2260          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2261          */
2262         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2263         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2264         c->tid = next_tid(c->tid);
2265         local_irq_restore(flags);
2266         return freelist;
2267
2268 new_slab:
2269
2270         if (c->partial) {
2271                 page = c->page = c->partial;
2272                 c->partial = page->next;
2273                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2274                 c->freelist = NULL;
2275                 goto redo;
2276         }
2277
2278         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2279
2280         if (unlikely(!freelist)) {
2281                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2282                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2283
2284                 local_irq_restore(flags);
2285                 return NULL;
2286         }
2287
2288         page = c->page;
2289         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2290                 goto load_freelist;
2291
2292         /* Only entered in the debug case */
2293         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2294                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2295
2296         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2297         c->page = NULL;
2298         c->freelist = NULL;
2299         local_irq_restore(flags);
2300         return freelist;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2305  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2306  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2307  *
2308  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2309  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2310  *
2311  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2312  */
2313 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2314                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2315 {
2316         void **object;
2317         struct kmem_cache_cpu *c;
2318         struct page *page;
2319         unsigned long tid;
2320
2321         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2322                 return NULL;
2323
2324 redo:
2325
2326         /*
2327          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2328          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2329          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2330          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2331          */
2332         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2333
2334         /*
2335          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2336          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2337          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2338          * linked list in between.
2339          */
2340         tid = c->tid;
2341         barrier();
2342
2343         object = c->freelist;
2344         page = c->page;
2345         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2346                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2347
2348         else {
2349                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2350
2351                 /*
2352                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2353                  * operation and if we are on the right processor.
2354                  *
2355                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2356                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2357                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2358                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2359                  *
2360                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2361                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2362                  */
2363                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2364                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2365                                 object, tid,
2366                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2367
2368                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2369                         goto redo;
2370                 }
2371                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2372                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2373         }
2374
2375         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2376                 memset(object, 0, s->object_size);
2377
2378         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2379
2380         return object;
2381 }
2382
2383 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2384 {
2385         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2386
2387         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2388
2389         return ret;
2390 }
2391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2392
2393 #ifdef CONFIG_TRACING
2394 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2395 {
2396         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2397         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2398         return ret;
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2401
2402 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2403 {
2404         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2405         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2406         return ret;
2407 }
2408 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2409 #endif
2410
2411 #ifdef CONFIG_NUMA
2412 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2413 {
2414         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2415
2416         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2417                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2418
2419         return ret;
2420 }
2421 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2422
2423 #ifdef CONFIG_TRACING
2424 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2425                                     gfp_t gfpflags,
2426                                     int node, size_t size)
2427 {
2428         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2429
2430         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2431                            size, s->size, gfpflags, node);
2432         return ret;
2433 }
2434 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2435 #endif
2436 #endif
2437
2438 /*
2439  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2440  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2441  *
2442  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2443  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2444  * handling required then we can return immediately.
2445  */
2446 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2447                         void *x, unsigned long addr)
2448 {
2449         void *prior;
2450         void **object = (void *)x;
2451         int was_frozen;
2452         int inuse;
2453         struct page new;
2454         unsigned long counters;
2455         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2456         unsigned long uninitialized_var(flags);
2457
2458         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2459
2460         if (kmem_cache_debug(s) && !free_debug_processing(s, page, x, addr))
2461                 return;
2462
2463         do {
2464                 prior = page->freelist;
2465                 counters = page->counters;
2466                 set_freepointer(s, object, prior);
2467                 new.counters = counters;
2468                 was_frozen = new.frozen;
2469                 new.inuse--;
2470                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2471
2472                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2473
2474                                 /*
2475                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2476                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2477                                  */
2478                                 new.frozen = 1;
2479
2480                         else { /* Needs to be taken off a list */
2481
2482                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2483                                 /*
2484                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2485                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2486                                  * drop the list_lock without any processing.
2487                                  *
2488                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2489                                  * other processors updating the list of slabs.
2490                                  */
2491                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2492
2493                         }
2494                 }
2495                 inuse = new.inuse;
2496
2497         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2498                 prior, counters,
2499                 object, new.counters,
2500                 "__slab_free"));
2501
2502         if (likely(!n)) {
2503
2504                 /*
2505                  * If we just froze the page then put it onto the
2506                  * per cpu partial list.
2507                  */
2508                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2509                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2510                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2511                 }
2512                 /*
2513                  * The list lock was not taken therefore no list
2514                  * activity can be necessary.
2515                  */
2516                 if (was_frozen)
2517                         stat(s, FREE_FROZEN);
2518                 return;
2519         }
2520
2521         /*
2522          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2523          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2524          */
2525         if (was_frozen)
2526                 stat(s, FREE_FROZEN);
2527         else {
2528                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2529                         goto slab_empty;
2530
2531                 /*
2532                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2533                  * then add it.
2534                  */
2535                 if (unlikely(!prior)) {
2536                         remove_full(s, page);
2537                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2538                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2539                 }
2540         }
2541         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2542         return;
2543
2544 slab_empty:
2545         if (prior) {
2546                 /*
2547                  * Slab on the partial list.
2548                  */
2549                 remove_partial(n, page);
2550                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2551         } else
2552                 /* Slab must be on the full list */
2553                 remove_full(s, page);
2554
2555         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2556         stat(s, FREE_SLAB);
2557         discard_slab(s, page);
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2562  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2563  *
2564  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2565  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2566  * the item before.
2567  *
2568  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2569  * with all sorts of special processing.
2570  */
2571 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2572                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2573 {
2574         void **object = (void *)x;
2575         struct kmem_cache_cpu *c;
2576         unsigned long tid;
2577
2578         slab_free_hook(s, x);
2579
2580 redo:
2581         /*
2582          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2583          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2584          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2585          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2586          */
2587         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2588
2589         tid = c->tid;
2590         barrier();
2591
2592         if (likely(page == c->page)) {
2593                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2594
2595                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2596                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2597                                 c->freelist, tid,
2598                                 object, next_tid(tid)))) {
2599
2600                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2601                         goto redo;
2602                 }
2603                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2604         } else
2605                 __slab_free(s, page, x, addr);
2606
2607 }
2608
2609 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2610 {
2611         struct page *page;
2612
2613         page = virt_to_head_page(x);
2614
2615         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2616
2617         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2618 }
2619 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2620
2621 /*
2622  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2623  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2624  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2625  * another.
2626  *
2627  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2628  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2629  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2630  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2631  * locking overhead.
2632  */
2633
2634 /*
2635  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2636  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2637  * and increases the number of allocations possible without having to
2638  * take the list_lock.
2639  */
2640 static int slub_min_order;
2641 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2642 static int slub_min_objects;
2643
2644 /*
2645  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2646  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2647  */
2648 static int slub_nomerge;
2649
2650 /*
2651  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2652  *
2653  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2654  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2655  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2656  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2657  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2658  * would be wasted.
2659  *
2660  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2661  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2662  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2663  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2664  *
2665  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2666  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2667  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2668  * of space in favor of a small page order.
2669  *
2670  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2671  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2672  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2673  * the smallest order which will fit the object.
2674  */
2675 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2676                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2677 {
2678         int order;
2679         int rem;
2680         int min_order = slub_min_order;
2681
2682         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2683                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2684
2685         for (order = max(min_order,
2686                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2687                         order <= max_order; order++) {
2688
2689                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2690
2691                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2692                         continue;
2693
2694                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2695
2696                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2697                         break;
2698
2699         }
2700
2701         return order;
2702 }
2703
2704 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2705 {
2706         int order;
2707         int min_objects;
2708         int fraction;
2709         int max_objects;
2710
2711         /*
2712          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2713          * works by first attempting to generate a layout with
2714          * the best configuration and backing off gradually.
2715          *
2716          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2717          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2718          */
2719         min_objects = slub_min_objects;
2720         if (!min_objects)
2721                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2722         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2723         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2724
2725         while (min_objects > 1) {
2726                 fraction = 16;
2727                 while (fraction >= 4) {
2728                         order = slab_order(size, min_objects,
2729                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2730                         if (order <= slub_max_order)
2731                                 return order;
2732                         fraction /= 2;
2733                 }
2734                 min_objects--;
2735         }
2736
2737         /*
2738          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2739          * lets see if we can place a single object there.
2740          */
2741         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2742         if (order <= slub_max_order)
2743                 return order;
2744
2745         /*
2746          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2747          */
2748         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2749         if (order < MAX_ORDER)
2750                 return order;
2751         return -ENOSYS;
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2756  */
2757 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2758                 unsigned long align, unsigned long size)
2759 {
2760         /*
2761          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2762          * suggestion if the object is sufficiently large.
2763          *
2764          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2765          * alignment though. If that is greater then use it.
2766          */
2767         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2768                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2769                 while (size <= ralign / 2)
2770                         ralign /= 2;
2771                 align = max(align, ralign);
2772         }
2773
2774         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2775                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2776
2777         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2778 }
2779
2780 static void
2781 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2782 {
2783         n->nr_partial = 0;
2784         spin_lock_init(&n->list_lock);
2785         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2786 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2787         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2788         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2789         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2790 #endif
2791 }
2792
2793 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2794 {
2795         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2796                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2797
2798         /*
2799          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2800          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2801          */
2802         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2803                                      2 * sizeof(void *));
2804
2805         if (!s->cpu_slab)
2806                 return 0;
2807
2808         init_kmem_cache_cpus(s);
2809
2810         return 1;
2811 }
2812
2813 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2814
2815 /*
2816  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2817  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2818  * possible.
2819  *
2820  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2821  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2822  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2823  */
2824 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2825 {
2826         struct page *page;
2827         struct kmem_cache_node *n;
2828
2829         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2830
2831         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2832
2833         BUG_ON(!page);
2834         if (page_to_nid(page) != node) {
2835                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2836                                 "node %d\n", node);
2837                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2838                                 "in order to be able to continue\n");
2839         }
2840
2841         n = page->freelist;
2842         BUG_ON(!n);
2843         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2844         page->inuse = 1;
2845         page->frozen = 0;
2846         kmem_cache_node->node[node] = n;
2847 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2848         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2849         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2850 #endif
2851         init_kmem_cache_node(n);
2852         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2853
2854         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2855 }
2856
2857 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2858 {
2859         int node;
2860
2861         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2862                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2863
2864                 if (n)
2865                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2866
2867                 s->node[node] = NULL;
2868         }
2869 }
2870
2871 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2872 {
2873         int node;
2874
2875         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2876                 struct kmem_cache_node *n;
2877
2878                 if (slab_state == DOWN) {
2879                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2880                         continue;
2881                 }
2882                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2883                                                 GFP_KERNEL, node);
2884
2885                 if (!n) {
2886                         free_kmem_cache_nodes(s);
2887                         return 0;
2888                 }
2889
2890                 s->node[node] = n;
2891                 init_kmem_cache_node(n);
2892         }
2893         return 1;
2894 }
2895
2896 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2897 {
2898         if (min < MIN_PARTIAL)
2899                 min = MIN_PARTIAL;
2900         else if (min > MAX_PARTIAL)
2901                 min = MAX_PARTIAL;
2902         s->min_partial = min;
2903 }
2904
2905 /*
2906  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2907  * a slab object.
2908  */
2909 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2910 {
2911         unsigned long flags = s->flags;
2912         unsigned long size = s->object_size;
2913         unsigned long align = s->align;
2914         int order;
2915
2916         /*
2917          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2918          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2919          * the possible location of the free pointer.
2920          */
2921         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2922
2923 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2924         /*
2925          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2926          * the slab may touch the object after free or before allocation
2927          * then we should never poison the object itself.
2928          */
2929         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2930                         !s->ctor)
2931                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2932         else
2933                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2934
2935
2936         /*
2937          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2938          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2939          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2940          */
2941         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2942                 size += sizeof(void *);
2943 #endif
2944
2945         /*
2946          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2947          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2948          */
2949         s->inuse = size;
2950
2951         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2952                 s->ctor)) {
2953                 /*
2954                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2955                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2956                  * kmem_cache_free.
2957                  *
2958                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2959                  * destructor or are poisoning the objects.
2960                  */
2961                 s->offset = size;
2962                 size += sizeof(void *);
2963         }
2964
2965 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2966         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2967                 /*
2968                  * Need to store information about allocs and frees after
2969                  * the object.
2970                  */
2971                 size += 2 * sizeof(struct track);
2972
2973         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2974                 /*
2975                  * Add some empty padding so that we can catch
2976                  * overwrites from earlier objects rather than let
2977                  * tracking information or the free pointer be
2978                  * corrupted if a user writes before the start
2979                  * of the object.
2980                  */
2981                 size += sizeof(void *);
2982 #endif
2983
2984         /*
2985          * Determine the alignment based on various parameters that the
2986          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2987          * on bootup.
2988          */
2989         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
2990         s->align = align;
2991
2992         /*
2993          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2994          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2995          * each object to conform to the alignment.
2996          */
2997         size = ALIGN(size, align);
2998         s->size = size;
2999         if (forced_order >= 0)
3000                 order = forced_order;
3001         else
3002                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3003
3004         if (order < 0)
3005                 return 0;
3006
3007         s->allocflags = 0;
3008         if (order)
3009                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3010
3011         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3012                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3013
3014         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3015                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3016
3017         /*
3018          * Determine the number of objects per slab
3019          */
3020         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3021         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3022         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3023                 s->max = s->oo;
3024
3025         return !!oo_objects(s->oo);
3026
3027 }
3028
3029 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3030                 const char *name, size_t size,
3031                 size_t align, unsigned long flags,
3032                 void (*ctor)(void *))
3033 {
3034         memset(s, 0, kmem_size);
3035         s->name = name;
3036         s->ctor = ctor;
3037         s->object_size = size;
3038         s->align = align;
3039         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3040         s->reserved = 0;
3041
3042         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3043                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3044
3045         if (!calculate_sizes(s, -1))
3046                 goto error;
3047         if (disable_higher_order_debug) {
3048                 /*
3049                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3050                  * order increased.
3051                  */
3052                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3053                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3054                         s->offset = 0;
3055                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3056                                 goto error;
3057                 }
3058         }
3059
3060 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3061     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3062         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3063                 /* Enable fast mode */
3064                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3065 #endif
3066
3067         /*
3068          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3069          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3070          */
3071         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3072
3073         /*
3074          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3075          * per cpu partial lists of a processor.
3076          *
3077          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3078          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3079          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3080          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3081          *
3082          * This setting also determines
3083          *
3084          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3085          *    per node list when we reach the limit.
3086          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3087          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3088          *    to keep some capacity around for frees.
3089          */
3090         if (kmem_cache_debug(s))
3091                 s->cpu_partial = 0;
3092         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3093                 s->cpu_partial = 2;
3094         else if (s->size >= 1024)
3095                 s->cpu_partial = 6;
3096         else if (s->size >= 256)
3097                 s->cpu_partial = 13;
3098         else
3099                 s->cpu_partial = 30;
3100
3101         s->refcount = 1;
3102 #ifdef CONFIG_NUMA
3103         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3104 #endif
3105         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3106                 goto error;
3107
3108         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3109                 return 1;
3110
3111         free_kmem_cache_nodes(s);
3112 error:
3113         if (flags & SLAB_PANIC)
3114                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3115                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3116                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3117                         s->offset, flags);
3118         return 0;
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Determine the size of a slab object
3123  */
3124 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3125 {
3126         return s->object_size;
3127 }
3128 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3129
3130 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3131                                                         const char *text)
3132 {
3133 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3134         void *addr = page_address(page);
3135         void *p;
3136         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3137                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3138         if (!map)
3139                 return;
3140         slab_err(s, page, "%s", text);
3141         slab_lock(page);
3142
3143         get_map(s, page, map);
3144         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3145
3146                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3147                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3148                                                         p, p - addr);
3149                         print_tracking(s, p);
3150                 }
3151         }
3152         slab_unlock(page);
3153         kfree(map);
3154 #endif
3155 }
3156
3157 /*
3158  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3159  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3160  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3161  */
3162 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3163 {
3164         struct page *page, *h;
3165
3166         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3167                 if (!page->inuse) {
3168                         remove_partial(n, page);
3169                         discard_slab(s, page);
3170                 } else {
3171                         list_slab_objects(s, page,
3172                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3173                 }
3174         }
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Release all resources used by a slab cache.
3179  */
3180 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3181 {
3182         int node;
3183
3184         flush_all(s);
3185         free_percpu(s->cpu_slab);
3186         /* Attempt to free all objects */
3187         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3188                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3189
3190                 free_partial(s, n);
3191                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3192                         return 1;
3193         }
3194         free_kmem_cache_nodes(s);
3195         return 0;
3196 }
3197
3198 /*
3199  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3200  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3201  */
3202 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3203 {
3204         mutex_lock(&slab_mutex);
3205         s->refcount--;
3206         if (!s->refcount) {
3207                 list_del(&s->list);
3208                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3209                 if (kmem_cache_close(s)) {
3210                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3211                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3212                         dump_stack();
3213                 }
3214                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3215                         rcu_barrier();
3216                 sysfs_slab_remove(s);
3217         } else
3218                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3219 }
3220 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3221
3222 /********************************************************************
3223  *              Kmalloc subsystem
3224  *******************************************************************/
3225
3226 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3227 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3228
3229 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3230
3231 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3232 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3233 #endif
3234
3235 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3236 {
3237         get_option(&str, &slub_min_order);
3238
3239         return 1;
3240 }
3241
3242 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3243
3244 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3245 {
3246         get_option(&str, &slub_max_order);
3247         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3248
3249         return 1;
3250 }
3251
3252 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3253
3254 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3255 {
3256         get_option(&str, &slub_min_objects);
3257
3258         return 1;
3259 }
3260
3261 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3262
3263 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3264 {
3265         slub_nomerge = 1;
3266         return 1;
3267 }
3268
3269 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3270
3271 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3272                                                 int size, unsigned int flags)
3273 {
3274         struct kmem_cache *s;
3275
3276         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3277
3278         /*
3279          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3280          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3281          */
3282         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3283                                                                 flags, NULL))
3284                 goto panic;
3285
3286         list_add(&s->list, &slab_caches);
3287         return s;
3288
3289 panic:
3290         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3291         return NULL;
3292 }
3293
3294 /*
3295  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3296  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3297  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3298  * fls.
3299  */
3300 static s8 size_index[24] = {
3301         3,      /* 8 */
3302         4,      /* 16 */
3303         5,      /* 24 */
3304         5,      /* 32 */
3305         6,      /* 40 */
3306         6,      /* 48 */
3307         6,      /* 56 */
3308         6,      /* 64 */
3309         1,      /* 72 */
3310         1,      /* 80 */
3311         1,      /* 88 */
3312         1,      /* 96 */
3313         7,      /* 104 */
3314         7,      /* 112 */
3315         7,      /* 120 */
3316         7,      /* 128 */
3317         2,      /* 136 */
3318         2,      /* 144 */
3319         2,      /* 152 */
3320         2,      /* 160 */
3321         2,      /* 168 */
3322         2,      /* 176 */
3323         2,      /* 184 */
3324         2       /* 192 */
3325 };
3326
3327 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3328 {
3329         return (bytes - 1) / 8;
3330 }
3331
3332 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3333 {
3334         int index;
3335
3336         if (size <= 192) {
3337                 if (!size)
3338                         return ZERO_SIZE_PTR;
3339
3340                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3341         } else
3342                 index = fls(size - 1);
3343
3344 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3345         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3346                 return kmalloc_dma_caches[index];
3347
3348 #endif
3349         return kmalloc_caches[index];
3350 }
3351
3352 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3353 {
3354         struct kmem_cache *s;
3355         void *ret;
3356
3357         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3358                 return kmalloc_large(size, flags);
3359
3360         s = get_slab(size, flags);
3361
3362         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3363                 return s;
3364
3365         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
3366
3367         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3368
3369         return ret;
3370 }
3371 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3372
3373 #ifdef CONFIG_NUMA
3374 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3375 {
3376         struct page *page;
3377         void *ptr = NULL;
3378
3379         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3380         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3381         if (page)
3382                 ptr = page_address(page);
3383
3384         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3385         return ptr;
3386 }
3387
3388 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3389 {
3390         struct kmem_cache *s;
3391         void *ret;
3392
3393         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3394                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3395
3396                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3397                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3398                                    flags, node);
3399
3400                 return ret;
3401         }
3402
3403         s = get_slab(size, flags);
3404
3405         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3406                 return s;
3407
3408         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
3409
3410         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3411
3412         return ret;
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3415 #endif
3416
3417 size_t ksize(const void *object)
3418 {
3419         struct page *page;
3420
3421         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3422                 return 0;
3423
3424         page = virt_to_head_page(object);
3425
3426         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3427                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3428                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3429         }
3430
3431         return slab_ksize(page->slab);
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3434
3435 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3436 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3437 {
3438         struct page *page;
3439         void *object = (void *)x;
3440         unsigned long flags;
3441         bool rv;
3442
3443         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3444                 return false;
3445
3446         local_irq_save(flags);
3447
3448         page = virt_to_head_page(x);
3449         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3450                 /* maybe it was from stack? */
3451                 rv = true;
3452                 goto out_unlock;
3453         }
3454
3455         slab_lock(page);
3456         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3457                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3458                 rv = false;
3459         } else {
3460                 rv = true;
3461         }
3462         slab_unlock(page);
3463
3464 out_unlock:
3465         local_irq_restore(flags);
3466         return rv;
3467 }
3468 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3469 #endif
3470
3471 void kfree(const void *x)
3472 {
3473         struct page *page;
3474         void *object = (void *)x;
3475
3476         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3477
3478         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3479                 return;
3480
3481         page = virt_to_head_page(x);
3482         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3483                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3484                 kmemleak_free(x);
3485                 put_page(page);
3486                 return;
3487         }
3488         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3491
3492 /*
3493  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3494  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3495  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3496  * and thus they can be removed from the partial lists.
3497  *
3498  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3499  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3500  * are freed in them.
3501  */
3502 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3503 {
3504         int node;
3505         int i;
3506         struct kmem_cache_node *n;
3507         struct page *page;
3508         struct page *t;
3509         int objects = oo_objects(s->max);
3510         struct list_head *slabs_by_inuse =
3511                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3512         unsigned long flags;
3513
3514         if (!slabs_by_inuse)
3515                 return -ENOMEM;
3516
3517         flush_all(s);
3518         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3519                 n = get_node(s, node);
3520
3521                 if (!n->nr_partial)
3522                         continue;
3523
3524                 for (i = 0; i < objects; i++)
3525                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3526
3527                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3528
3529                 /*
3530                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3531                  *
3532                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3533                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3534                  */
3535                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3536                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3537                         if (!page->inuse)
3538                                 n->nr_partial--;
3539                 }
3540
3541                 /*
3542                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3543                  * first and the least used slabs at the end.
3544                  */
3545                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3546                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3547
3548                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3549
3550                 /* Release empty slabs */
3551                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3552                         discard_slab(s, page);
3553         }
3554
3555         kfree(slabs_by_inuse);
3556         return 0;
3557 }
3558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3559
3560 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3561 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3562 {
3563         struct kmem_cache *s;
3564
3565         mutex_lock(&slab_mutex);
3566         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3567                 kmem_cache_shrink(s);
3568         mutex_unlock(&slab_mutex);
3569
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3574 {
3575         struct kmem_cache_node *n;
3576         struct kmem_cache *s;
3577         struct memory_notify *marg = arg;
3578         int offline_node;
3579
3580         offline_node = marg->status_change_nid;
3581
3582         /*
3583          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3584          * for it yet.
3585          */
3586         if (offline_node < 0)
3587                 return;
3588
3589         mutex_lock(&slab_mutex);
3590         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3591                 n = get_node(s, offline_node);
3592                 if (n) {
3593                         /*
3594                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3595                          * that is going down. We were unable to free them,
3596                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3597                          * callback. So, we must fail.
3598                          */
3599                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3600
3601                         s->node[offline_node] = NULL;
3602                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3603                 }
3604         }
3605         mutex_unlock(&slab_mutex);
3606 }
3607
3608 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3609 {
3610         struct kmem_cache_node *n;
3611         struct kmem_cache *s;
3612         struct memory_notify *marg = arg;
3613         int nid = marg->status_change_nid;
3614         int ret = 0;
3615
3616         /*
3617          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3618          * already created. Nothing to do.
3619          */
3620         if (nid < 0)
3621                 return 0;
3622
3623         /*
3624          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3625          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3626          * online.
3627          */
3628         mutex_lock(&slab_mutex);
3629         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3630                 /*
3631                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3632                  *      since memory is not yet available from the node that
3633                  *      is brought up.
3634                  */
3635                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3636                 if (!n) {
3637                         ret = -ENOMEM;
3638                         goto out;
3639                 }
3640                 init_kmem_cache_node(n);
3641                 s->node[nid] = n;
3642         }
3643 out:
3644         mutex_unlock(&slab_mutex);
3645         return ret;
3646 }
3647
3648 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3649                                 unsigned long action, void *arg)
3650 {
3651         int ret = 0;
3652
3653         switch (action) {
3654         case MEM_GOING_ONLINE:
3655                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3656                 break;
3657         case MEM_GOING_OFFLINE:
3658                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3659                 break;
3660         case MEM_OFFLINE:
3661         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3662                 slab_mem_offline_callback(arg);
3663                 break;
3664         case MEM_ONLINE:
3665         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3666                 break;
3667         }
3668         if (ret)
3669                 ret = notifier_from_errno(ret);
3670         else
3671                 ret = NOTIFY_OK;
3672         return ret;
3673 }
3674
3675 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3676
3677 /********************************************************************
3678  *                      Basic setup of slabs
3679  *******************************************************************/
3680
3681 /*
3682  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3683  * the page allocator
3684  */
3685
3686 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3687 {
3688         int node;
3689
3690         list_add(&s->list, &slab_caches);
3691         s->refcount = -1;
3692
3693         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3694                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3695                 struct page *p;
3696
3697                 if (n) {
3698                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3699                                 p->slab = s;
3700
3701 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3702                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3703                                 p->slab = s;
3704 #endif
3705                 }
3706         }
3707 }
3708
3709 void __init kmem_cache_init(void)
3710 {
3711         int i;
3712         int caches = 0;
3713         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3714         int order;
3715         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3716         unsigned long kmalloc_size;
3717
3718         if (debug_guardpage_minorder())
3719                 slub_max_order = 0;
3720
3721         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3722                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3723
3724         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3725         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3726         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3727         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3728
3729         /*
3730          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3731          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3732          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3733          */
3734         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3735
3736         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3737                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3738                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3739
3740         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3741
3742         /* Able to allocate the per node structures */
3743         slab_state = PARTIAL;
3744
3745         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3746         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3747                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3748         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3749         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3750
3751         /*
3752          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3753          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3754          * update any list pointers.
3755          */
3756         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3757
3758         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3759         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3760
3761         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3762
3763         caches++;
3764         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3765         caches++;
3766         /* Free temporary boot structure */
3767         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3768
3769         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3770
3771         /*
3772          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3773          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3774          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3775          *
3776          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3777          * handle the index determination for the smaller caches.
3778          *
3779          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3780          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3781          */
3782         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3783                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3784
3785         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3786                 int elem = size_index_elem(i);
3787                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3788                         break;
3789                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3790         }
3791
3792         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3793                 /*
3794                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3795                  * is 64 byte.
3796                  */
3797                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3798                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3799         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3800                 /*
3801                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3802                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3803                  * instead.
3804                  */
3805                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3806                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3807         }
3808
3809         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3810         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3811                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3812                 caches++;
3813         }
3814
3815         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3816                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3817                 caches++;
3818         }
3819
3820         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3821                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3822                 caches++;
3823         }
3824
3825         slab_state = UP;
3826
3827         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3828         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3829                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3830                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3831         }
3832
3833         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3834                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3835                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3836         }
3837
3838         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3839                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3840
3841                 BUG_ON(!s);
3842                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3843         }
3844
3845 #ifdef CONFIG_SMP
3846         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3847 #endif
3848
3849 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3850         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3851                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3852
3853                 if (s && s->size) {
3854                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3855                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3856
3857                         BUG_ON(!name);
3858                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3859                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3860                 }
3861         }
3862 #endif
3863         printk(KERN_INFO
3864                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3865                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3866                 caches, cache_line_size(),
3867                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3868                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3869 }
3870
3871 void __init kmem_cache_init_late(void)
3872 {
3873 }
3874
3875 /*
3876  * Find a mergeable slab cache
3877  */
3878 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3879 {
3880         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3881                 return 1;
3882
3883         if (s->ctor)
3884                 return 1;
3885
3886         /*
3887          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3888          */
3889         if (s->refcount < 0)
3890                 return 1;
3891
3892         return 0;
3893 }
3894
3895 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3896                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3897                 void (*ctor)(void *))
3898 {
3899         struct kmem_cache *s;
3900
3901         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3902                 return NULL;
3903
3904         if (ctor)
3905                 return NULL;
3906
3907         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3908         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3909         size = ALIGN(size, align);
3910         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3911
3912         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3913                 if (slab_unmergeable(s))
3914                         continue;
3915
3916                 if (size > s->size)
3917                         continue;
3918
3919                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3920                                 continue;
3921                 /*
3922                  * Check if alignment is compatible.
3923                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3924                  */
3925                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3926                         continue;
3927
3928                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3929                         continue;
3930
3931                 return s;
3932         }
3933         return NULL;
3934 }
3935
3936 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3937                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3938 {
3939         struct kmem_cache *s;
3940         char *n;
3941
3942         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3943         if (s) {
3944                 s->refcount++;
3945                 /*
3946                  * Adjust the object sizes so that we clear
3947                  * the complete object on kzalloc.
3948                  */
3949                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3950                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3951
3952                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3953                         s->refcount--;
3954                         return NULL;
3955                 }
3956                 return s;
3957         }
3958
3959         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3960         if (!n)
3961                 return NULL;
3962
3963         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3964         if (s) {
3965                 if (kmem_cache_open(s, n,
3966                                 size, align, flags, ctor)) {
3967                         int r;
3968
3969                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3970                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3971                         r = sysfs_slab_add(s);
3972                         mutex_lock(&slab_mutex);
3973
3974                         if (!r)
3975                                 return s;
3976
3977                         list_del(&s->list);
3978                         kmem_cache_close(s);
3979                 }
3980                 kfree(s);
3981         }
3982         kfree(n);
3983         return NULL;
3984 }
3985
3986 #ifdef CONFIG_SMP
3987 /*
3988  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3989  * necessary.
3990  */
3991 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3992                 unsigned long action, void *hcpu)
3993 {
3994         long cpu = (long)hcpu;
3995         struct kmem_cache *s;
3996         unsigned long flags;
3997
3998         switch (action) {
3999         case CPU_UP_CANCELED:
4000         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4001         case CPU_DEAD:
4002         case CPU_DEAD_FROZEN:
4003                 mutex_lock(&slab_mutex);
4004                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4005                         local_irq_save(flags);
4006                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4007                         local_irq_restore(flags);
4008                 }
4009                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4010                 break;
4011         default:
4012                 break;
4013         }
4014         return NOTIFY_OK;
4015 }
4016
4017 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4018         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4019 };
4020
4021 #endif
4022
4023 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4024 {
4025         struct kmem_cache *s;
4026         void *ret;
4027
4028         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4029                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4030
4031         s = get_slab(size, gfpflags);
4032
4033         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4034                 return s;
4035
4036         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
4037
4038         /* Honor the call site pointer we received. */
4039         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4040
4041         return ret;
4042 }
4043
4044 #ifdef CONFIG_NUMA
4045 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4046                                         int node, unsigned long caller)
4047 {
4048         struct kmem_cache *s;
4049         void *ret;
4050
4051         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4052                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4053
4054                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4055                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4056                                    gfpflags, node);
4057
4058                 return ret;
4059         }
4060
4061         s = get_slab(size, gfpflags);
4062
4063         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4064                 return s;
4065
4066         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
4067
4068         /* Honor the call site pointer we received. */
4069         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4070
4071         return ret;
4072 }
4073 #endif
4074
4075 #ifdef CONFIG_SYSFS
4076 static int count_inuse(struct page *page)
4077 {
4078         return page->inuse;
4079 }
4080
4081 static int count_total(struct page *page)
4082 {
4083         return page->objects;
4084 }
4085 #endif
4086
4087 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4088 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4089                                                 unsigned long *map)
4090 {
4091         void *p;
4092         void *addr = page_address(page);
4093
4094         if (!check_slab(s, page) ||
4095                         !on_freelist(s, page, NULL))
4096                 return 0;
4097
4098         /* Now we know that a valid freelist exists */
4099         bitmap_zero(map, page->objects);
4100
4101         get_map(s, page, map);
4102         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4103                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4104                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4105                                 return 0;
4106         }
4107
4108         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4109                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4110                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4111                                 return 0;
4112         return 1;
4113 }
4114
4115 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4116                                                 unsigned long *map)
4117 {
4118         slab_lock(page);
4119         validate_slab(s, page, map);
4120         slab_unlock(page);
4121 }
4122
4123 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4124                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4125 {
4126         unsigned long count = 0;
4127         struct page *page;
4128         unsigned long flags;
4129
4130         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4131
4132         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4133                 validate_slab_slab(s, page, map);
4134                 count++;
4135         }
4136         if (count != n->nr_partial)
4137                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4138                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4139
4140         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4141                 goto out;
4142
4143         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4144                 validate_slab_slab(s, page, map);
4145                 count++;
4146         }
4147         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4148                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4149                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4150                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4151
4152 out:
4153         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4154         return count;
4155 }
4156
4157 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4158 {
4159         int node;
4160         unsigned long count = 0;
4161         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4162                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4163
4164         if (!map)
4165                 return -ENOMEM;
4166
4167         flush_all(s);
4168         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4169                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4170
4171                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4172         }
4173         kfree(map);
4174         return count;
4175 }
4176 /*
4177  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4178  * and freed.
4179  */
4180
4181 struct location {
4182         unsigned long count;
4183         unsigned long addr;
4184         long long sum_time;
4185         long min_time;
4186         long max_time;
4187         long min_pid;
4188         long max_pid;
4189         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4190         nodemask_t nodes;
4191 };
4192
4193 struct loc_track {
4194         unsigned long max;
4195         unsigned long count;
4196         struct location *loc;
4197 };
4198
4199 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4200 {
4201         if (t->max)
4202                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4203                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4204 }
4205
4206 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4207 {
4208         struct location *l;
4209         int order;
4210
4211         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4212
4213         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4214         if (!l)
4215                 return 0;
4216
4217         if (t->count) {
4218                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4219                 free_loc_track(t);
4220         }
4221         t->max = max;
4222         t->loc = l;
4223         return 1;
4224 }
4225
4226 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4227                                 const struct track *track)
4228 {
4229         long start, end, pos;
4230         struct location *l;
4231         unsigned long caddr;
4232         unsigned long age = jiffies - track->when;
4233
4234         start = -1;
4235         end = t->count;
4236
4237         for ( ; ; ) {
4238                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4239
4240                 /*
4241                  * There is nothing at "end". If we end up there
4242                  * we need to add something to before end.
4243                  */
4244                 if (pos == end)
4245                         break;
4246
4247                 caddr = t->loc[pos].addr;
4248                 if (track->addr == caddr) {
4249
4250                         l = &t->loc[pos];
4251                         l->count++;
4252                         if (track->when) {
4253                                 l->sum_time += age;
4254                                 if (age < l->min_time)
4255                                         l->min_time = age;
4256                                 if (age > l->max_time)
4257                                         l->max_time = age;
4258
4259                                 if (track->pid < l->min_pid)
4260                                         l->min_pid = track->pid;
4261                                 if (track->pid > l->max_pid)
4262                                         l->max_pid = track->pid;
4263
4264                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4265                                                 to_cpumask(l->cpus));
4266                         }
4267                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4268                         return 1;
4269                 }
4270
4271                 if (track->addr < caddr)
4272                         end = pos;
4273                 else
4274                         start = pos;
4275         }
4276
4277         /*
4278          * Not found. Insert new tracking element.
4279          */
4280         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4281                 return 0;
4282
4283         l = t->loc + pos;
4284         if (pos < t->count)
4285                 memmove(l + 1, l,
4286                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4287         t->count++;
4288         l->count = 1;
4289         l->addr = track->addr;
4290         l->sum_time = age;
4291         l->min_time = age;
4292         l->max_time = age;
4293         l->min_pid = track->pid;
4294         l->max_pid = track->pid;
4295         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4296         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4297         nodes_clear(l->nodes);
4298         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4299         return 1;
4300 }
4301
4302 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4303                 struct page *page, enum track_item alloc,
4304                 unsigned long *map)
4305 {
4306         void *addr = page_address(page);
4307         void *p;
4308
4309         bitmap_zero(map, page->objects);
4310         get_map(s, page, map);
4311
4312         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4313                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4314                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4315 }
4316
4317 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4318                                         enum track_item alloc)
4319 {
4320         int len = 0;
4321         unsigned long i;
4322         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4323         int node;
4324         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4325                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4326
4327         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4328                                      GFP_TEMPORARY)) {
4329                 kfree(map);
4330                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4331         }
4332         /* Push back cpu slabs */
4333         flush_all(s);
4334
4335         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4336                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4337                 unsigned long flags;
4338                 struct page *page;
4339
4340                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4341                         continue;
4342
4343                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4344                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4345                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4346                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4347                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4348                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4349         }
4350
4351         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4352                 struct location *l = &t.loc[i];
4353
4354                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4355                         break;
4356                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4357
4358                 if (l->addr)
4359                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4360                 else
4361                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4362
4363                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4364                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4365                                 l->min_time,
4366                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4367                                 l->max_time);
4368                 } else
4369                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4370                                 l->min_time);
4371
4372                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4373                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4374                                 l->min_pid, l->max_pid);
4375                 else
4376                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4377                                 l->min_pid);
4378
4379                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4380                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4381                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4382                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4383                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4384                                                  to_cpumask(l->cpus));
4385                 }
4386
4387                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4388                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4389                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4390                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4391                                         l->nodes);
4392                 }
4393
4394                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4395         }
4396
4397         free_loc_track(&t);
4398         kfree(map);
4399         if (!t.count)
4400                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4401         return len;
4402 }
4403 #endif
4404
4405 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4406 static void resiliency_test(void)
4407 {
4408         u8 *p;
4409
4410         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4411
4412         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4413         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4414         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4415
4416         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4417         p[16] = 0x12;
4418         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4419                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4420
4421         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4422
4423         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4424         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4425         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4426         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4427                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4428         printk(KERN_ERR
4429                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4430
4431         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4432         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4433         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4434         *p = 0x56;
4435         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4436                                                                         p);
4437         printk(KERN_ERR
4438                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4439         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4440
4441         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4442         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4443         kfree(p);
4444         *p = 0x78;
4445         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4446         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4447
4448         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4449         kfree(p);
4450         p[50] = 0x9a;
4451         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4452                         p);
4453         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4454
4455         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4456         kfree(p);
4457         p[512] = 0xab;
4458         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4459         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4460 }
4461 #else
4462 #ifdef CONFIG_SYSFS
4463 static void resiliency_test(void) {};
4464 #endif
4465 #endif
4466
4467 #ifdef CONFIG_SYSFS
4468 enum slab_stat_type {
4469         SL_ALL,                 /* All slabs */
4470         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4471         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4472         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4473         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4474 };
4475
4476 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4477 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4478 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4479 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4480 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4481
4482 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4483                             char *buf, unsigned long flags)
4484 {
4485         unsigned long total = 0;
4486         int node;
4487         int x;
4488         unsigned long *nodes;
4489         unsigned long *per_cpu;
4490
4491         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4492         if (!nodes)
4493                 return -ENOMEM;
4494         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4495
4496         if (flags & SO_CPU) {
4497                 int cpu;
4498
4499                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4500                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4501                         int node;
4502                         struct page *page;
4503
4504                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4505                         if (!page)
4506                                 continue;
4507
4508                         node = page_to_nid(page);
4509                         if (flags & SO_TOTAL)
4510                                 x = page->objects;
4511                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4512                                 x = page->inuse;
4513                         else
4514                                 x = 1;
4515
4516                         total += x;
4517                         nodes[node] += x;
4518
4519                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4520                         if (page) {
4521                                 x = page->pobjects;
4522                                 total += x;
4523                                 nodes[node] += x;
4524                         }
4525
4526                         per_cpu[node]++;
4527                 }
4528         }
4529
4530         lock_memory_hotplug();
4531 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4532         if (flags & SO_ALL) {
4533                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4534                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4535
4536                 if (flags & SO_TOTAL)
4537                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4538                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4539                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4540                                 count_partial(n, count_free);
4541
4542                         else
4543                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4544                         total += x;
4545                         nodes[node] += x;
4546                 }
4547
4548         } else
4549 #endif
4550         if (flags & SO_PARTIAL) {
4551                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4552                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4553
4554                         if (flags & SO_TOTAL)
4555                                 x = count_partial(n, count_total);
4556                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4557                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4558                         else
4559                                 x = n->nr_partial;
4560                         total += x;
4561                         nodes[node] += x;
4562                 }
4563         }
4564         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4565 #ifdef CONFIG_NUMA
4566         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4567                 if (nodes[node])
4568                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4569                                         node, nodes[node]);
4570 #endif
4571         unlock_memory_hotplug();
4572         kfree(nodes);
4573         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4574 }
4575
4576 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4577 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4578 {
4579         int node;
4580
4581         for_each_online_node(node) {
4582                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4583
4584                 if (!n)
4585                         continue;
4586
4587                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4588                         return 1;
4589         }
4590         return 0;
4591 }
4592 #endif
4593
4594 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4595 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4596
4597 struct slab_attribute {
4598         struct attribute attr;
4599         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4600         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4601 };
4602
4603 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4604         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4605         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4606
4607 #define SLAB_ATTR(_name) \
4608         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4609         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4610
4611 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4612 {
4613         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4614 }
4615 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4616
4617 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4618 {
4619         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4620 }
4621 SLAB_ATTR_RO(align);
4622
4623 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4624 {
4625         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4626 }
4627 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4628
4629 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4630 {
4631         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4632 }
4633 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4634
4635 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4636                                 const char *buf, size_t length)
4637 {
4638         unsigned long order;
4639         int err;
4640
4641         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4642         if (err)
4643                 return err;
4644
4645         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4646                 return -EINVAL;
4647
4648         calculate_sizes(s, order);
4649         return length;
4650 }
4651
4652 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4653 {
4654         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4655 }
4656 SLAB_ATTR(order);
4657
4658 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4659 {
4660         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4661 }
4662
4663 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4664                                  size_t length)
4665 {
4666         unsigned long min;
4667         int err;
4668
4669         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4670         if (err)
4671                 return err;
4672
4673         set_min_partial(s, min);
4674         return length;
4675 }
4676 SLAB_ATTR(min_partial);
4677
4678 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4679 {
4680         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4681 }
4682
4683 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4684                                  size_t length)
4685 {
4686         unsigned long objects;
4687         int err;
4688
4689         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4690         if (err)
4691                 return err;
4692         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4693                 return -EINVAL;
4694
4695         s->cpu_partial = objects;
4696         flush_all(s);
4697         return length;
4698 }
4699 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4700
4701 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4702 {
4703         if (!s->ctor)
4704                 return 0;
4705         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4706 }
4707 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4708
4709 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4710 {
4711         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4712 }
4713 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4714
4715 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4716 {
4717         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4718 }
4719 SLAB_ATTR_RO(partial);
4720
4721 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4722 {
4723         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4724 }
4725 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4726
4727 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4728 {
4729         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4730 }
4731 SLAB_ATTR_RO(objects);
4732
4733 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4734 {
4735         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4736 }
4737 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4738
4739 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4740 {
4741         int objects = 0;
4742         int pages = 0;
4743         int cpu;
4744         int len;
4745
4746         for_each_online_cpu(cpu) {
4747                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4748
4749                 if (page) {
4750                         pages += page->pages;
4751                         objects += page->pobjects;
4752                 }
4753         }
4754
4755         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4756
4757 #ifdef CONFIG_SMP
4758         for_each_online_cpu(cpu) {
4759                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4760
4761                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4762                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4763                                 page->pobjects, page->pages);
4764         }
4765 #endif
4766         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4767 }
4768 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4769
4770 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4771 {
4772         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4773 }
4774
4775 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4776                                 const char *buf, size_t length)
4777 {
4778         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4779         if (buf[0] == '1')
4780                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4781         return length;
4782 }
4783 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4784
4785 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4786 {
4787         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4788 }
4789 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4790
4791 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4792 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4793 {
4794         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4795 }
4796 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4797 #endif
4798
4799 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4800 {
4801         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4802 }
4803 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4804
4805 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4806 {
4807         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4808 }
4809 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4810
4811 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4812 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4813 {
4814         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4815 }
4816 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4817
4818 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4819 {
4820         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4821 }
4822 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4823
4824 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4825 {
4826         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4827 }
4828
4829 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4830                                 const char *buf, size_t length)
4831 {
4832         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4833         if (buf[0] == '1') {
4834                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4835                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4836         }
4837         return length;
4838 }
4839 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4840
4841 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4842 {
4843         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4844 }
4845
4846 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4847                                                         size_t length)
4848 {
4849         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4850         if (buf[0] == '1') {
4851                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4852                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4853         }
4854         return length;
4855 }
4856 SLAB_ATTR(trace);
4857
4858 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4859 {
4860         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4861 }
4862
4863 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4864                                 const char *buf, size_t length)
4865 {
4866         if (any_slab_objects(s))
4867                 return -EBUSY;
4868
4869         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4870         if (buf[0] == '1') {
4871                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4872                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4873         }
4874         calculate_sizes(s, -1);
4875         return length;
4876 }
4877 SLAB_ATTR(red_zone);
4878
4879 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4880 {
4881         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4882 }
4883
4884 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4885                                 const char *buf, size_t length)
4886 {
4887         if (any_slab_objects(s))
4888                 return -EBUSY;
4889
4890         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4891         if (buf[0] == '1') {
4892                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4893                 s->flags |= SLAB_POISON;
4894         }
4895         calculate_sizes(s, -1);
4896         return length;
4897 }
4898 SLAB_ATTR(poison);
4899
4900 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4901 {
4902         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4903 }
4904
4905 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4906                                 const char *buf, size_t length)
4907 {
4908         if (any_slab_objects(s))
4909                 return -EBUSY;
4910
4911         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4912         if (buf[0] == '1') {
4913                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4914                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4915         }
4916         calculate_sizes(s, -1);
4917         return length;
4918 }
4919 SLAB_ATTR(store_user);
4920
4921 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4922 {
4923         return 0;
4924 }
4925
4926 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4927                         const char *buf, size_t length)
4928 {
4929         int ret = -EINVAL;
4930
4931         if (buf[0] == '1') {
4932                 ret = validate_slab_cache(s);
4933                 if (ret >= 0)
4934                         ret = length;
4935         }
4936         return ret;
4937 }
4938 SLAB_ATTR(validate);
4939
4940 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4941 {
4942         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4943                 return -ENOSYS;
4944         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4945 }
4946 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4947
4948 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4949 {
4950         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4951                 return -ENOSYS;
4952         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4953 }
4954 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4955 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4956
4957 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4958 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4959 {
4960         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4961 }
4962
4963 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4964                                                         size_t length)
4965 {
4966         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4967         if (buf[0] == '1')
4968                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4969         return length;
4970 }
4971 SLAB_ATTR(failslab);
4972 #endif
4973
4974 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4975 {
4976         return 0;
4977 }
4978
4979 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4980                         const char *buf, size_t length)
4981 {
4982         if (buf[0] == '1') {
4983                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4984
4985                 if (rc)
4986                         return rc;
4987         } else
4988                 return -EINVAL;
4989         return length;
4990 }
4991 SLAB_ATTR(shrink);
4992
4993 #ifdef CONFIG_NUMA
4994 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4995 {
4996         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4997 }
4998
4999 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5000                                 const char *buf, size_t length)
5001 {
5002         unsigned long ratio;
5003         int err;
5004
5005         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5006         if (err)
5007                 return err;
5008
5009         if (ratio <= 100)
5010                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5011
5012         return length;
5013 }
5014 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5015 #endif
5016
5017 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5018 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5019 {
5020         unsigned long sum  = 0;
5021         int cpu;
5022         int len;
5023         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5024
5025         if (!data)
5026                 return -ENOMEM;
5027
5028         for_each_online_cpu(cpu) {
5029                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5030
5031                 data[cpu] = x;
5032                 sum += x;
5033         }
5034
5035         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5036
5037 #ifdef CONFIG_SMP
5038         for_each_online_cpu(cpu) {
5039                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5040                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5041         }
5042 #endif
5043         kfree(data);
5044         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5045 }
5046
5047 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5048 {
5049         int cpu;
5050
5051         for_each_online_cpu(cpu)
5052                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5053 }
5054
5055 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5056 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5057 {                                                               \
5058         return show_stat(s, buf, si);                           \
5059 }                                                               \
5060 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5061                                 const char *buf, size_t length) \
5062 {                                                               \
5063         if (buf[0] != '0')                                      \
5064                 return -EINVAL;                                 \
5065         clear_stat(s, si);                                      \
5066         return length;                                          \
5067 }                                                               \
5068 SLAB_ATTR(text);                                                \
5069
5070 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5071 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5072 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5073 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5074 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5075 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5076 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5077 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5078 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5079 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5080 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5081 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5082 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5083 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5084 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5085 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5086 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5087 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5088 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5089 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5090 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5091 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5092 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5093 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5094 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5095 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5096 #endif
5097
5098 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5099         &slab_size_attr.attr,
5100         &object_size_attr.attr,
5101         &objs_per_slab_attr.attr,
5102         &order_attr.attr,
5103         &min_partial_attr.attr,
5104         &cpu_partial_attr.attr,
5105         &objects_attr.attr,
5106         &objects_partial_attr.attr,
5107         &partial_attr.attr,
5108         &cpu_slabs_attr.attr,
5109         &ctor_attr.attr,
5110         &aliases_attr.attr,
5111         &align_attr.attr,
5112         &hwcache_align_attr.attr,
5113         &reclaim_account_attr.attr,
5114         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5115         &shrink_attr.attr,
5116         &reserved_attr.attr,
5117         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5119         &total_objects_attr.attr,
5120         &slabs_attr.attr,
5121         &sanity_checks_attr.attr,
5122         &trace_attr.attr,
5123         &red_zone_attr.attr,
5124         &poison_attr.attr,
5125         &store_user_attr.attr,
5126         &validate_attr.attr,
5127         &alloc_calls_attr.attr,
5128         &free_calls_attr.attr,
5129 #endif
5130 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5131         &cache_dma_attr.attr,
5132 #endif
5133 #ifdef CONFIG_NUMA
5134         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5135 #endif
5136 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5137         &alloc_fastpath_attr.attr,
5138         &alloc_slowpath_attr.attr,
5139         &free_fastpath_attr.attr,
5140         &free_slowpath_attr.attr,
5141         &free_frozen_attr.attr,
5142         &free_add_partial_attr.attr,
5143         &free_remove_partial_attr.attr,
5144         &alloc_from_partial_attr.attr,
5145         &alloc_slab_attr.attr,
5146         &alloc_refill_attr.attr,
5147         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5148         &free_slab_attr.attr,
5149         &cpuslab_flush_attr.attr,
5150         &deactivate_full_attr.attr,
5151         &deactivate_empty_attr.attr,
5152         &deactivate_to_head_attr.attr,
5153         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5154         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5155         &deactivate_bypass_attr.attr,
5156         &order_fallback_attr.attr,
5157         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5158         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5159         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5160         &cpu_partial_free_attr.attr,
5161         &cpu_partial_node_attr.attr,
5162         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5163 #endif
5164 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5165         &failslab_attr.attr,
5166 #endif
5167
5168         NULL
5169 };
5170
5171 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5172         .attrs = slab_attrs,
5173 };
5174
5175 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5176                                 struct attribute *attr,
5177                                 char *buf)
5178 {
5179         struct slab_attribute *attribute;
5180         struct kmem_cache *s;
5181         int err;
5182
5183         attribute = to_slab_attr(attr);
5184         s = to_slab(kobj);
5185
5186         if (!attribute->show)
5187                 return -EIO;
5188
5189         err = attribute->show(s, buf);
5190
5191         return err;
5192 }
5193
5194 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5195                                 struct attribute *attr,
5196                                 const char *buf, size_t len)
5197 {
5198         struct slab_attribute *attribute;
5199         struct kmem_cache *s;
5200         int err;
5201
5202         attribute = to_slab_attr(attr);
5203         s = to_slab(kobj);
5204
5205         if (!attribute->store)
5206                 return -EIO;
5207
5208         err = attribute->store(s, buf, len);
5209
5210         return err;
5211 }
5212
5213 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5214 {
5215         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5216
5217         kfree(s->name);
5218         kfree(s);
5219 }
5220
5221 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5222         .show = slab_attr_show,
5223         .store = slab_attr_store,
5224 };
5225
5226 static struct kobj_type slab_ktype = {
5227         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5228         .release = kmem_cache_release
5229 };
5230
5231 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5232 {
5233         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5234
5235         if (ktype == &slab_ktype)
5236                 return 1;
5237         return 0;
5238 }
5239
5240 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5241         .filter = uevent_filter,
5242 };
5243
5244 static struct kset *slab_kset;
5245
5246 #define ID_STR_LENGTH 64
5247
5248 /* Create a unique string id for a slab cache:
5249  *
5250  * Format       :[flags-]size
5251  */
5252 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5253 {
5254         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5255         char *p = name;
5256
5257         BUG_ON(!name);
5258
5259         *p++ = ':';
5260         /*
5261          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5262          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5263          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5264          * are matched during merging to guarantee that the id is
5265          * unique.
5266          */
5267         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5268                 *p++ = 'd';
5269         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5270                 *p++ = 'a';
5271         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5272                 *p++ = 'F';
5273         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5274                 *p++ = 't';
5275         if (p != name + 1)
5276                 *p++ = '-';
5277         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5278         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5279         return name;
5280 }
5281
5282 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5283 {
5284         int err;
5285         const char *name;
5286         int unmergeable;
5287
5288         if (slab_state < FULL)
5289                 /* Defer until later */
5290                 return 0;
5291
5292         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5293         if (unmergeable) {
5294                 /*
5295                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5296                  * This is typically the case for debug situations. In that
5297                  * case we can catch duplicate names easily.
5298                  */
5299                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5300                 name = s->name;
5301         } else {
5302                 /*
5303                  * Create a unique name for the slab as a target
5304                  * for the symlinks.
5305                  */
5306                 name = create_unique_id(s);
5307         }
5308
5309         s->kobj.kset = slab_kset;
5310         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5311         if (err) {
5312                 kobject_put(&s->kobj);
5313                 return err;
5314         }
5315
5316         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5317         if (err) {
5318                 kobject_del(&s->kobj);
5319                 kobject_put(&s->kobj);
5320                 return err;
5321         }
5322         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5323         if (!unmergeable) {
5324                 /* Setup first alias */
5325                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5326                 kfree(name);
5327         }
5328         return 0;
5329 }
5330
5331 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5332 {
5333         if (slab_state < FULL)
5334                 /*
5335                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5336                  * cache from sysfs.
5337                  */
5338                 return;
5339
5340         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5341         kobject_del(&s->kobj);
5342         kobject_put(&s->kobj);
5343 }
5344
5345 /*
5346  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5347  * available lest we lose that information.
5348  */
5349 struct saved_alias {
5350         struct kmem_cache *s;
5351         const char *name;
5352         struct saved_alias *next;
5353 };
5354
5355 static struct saved_alias *alias_list;
5356
5357 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5358 {
5359         struct saved_alias *al;
5360
5361         if (slab_state == FULL) {
5362                 /*
5363                  * If we have a leftover link then remove it.
5364                  */
5365                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5366                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5367         }
5368
5369         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5370         if (!al)
5371                 return -ENOMEM;
5372
5373         al->s = s;
5374         al->name = name;
5375         al->next = alias_list;
5376         alias_list = al;
5377         return 0;
5378 }
5379
5380 static int __init slab_sysfs_init(void)
5381 {
5382         struct kmem_cache *s;
5383         int err;
5384
5385         mutex_lock(&slab_mutex);
5386
5387         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5388         if (!slab_kset) {
5389                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5390                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5391                 return -ENOSYS;
5392         }
5393
5394         slab_state = FULL;
5395
5396         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5397                 err = sysfs_slab_add(s);
5398                 if (err)
5399                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5400                                                 " to sysfs\n", s->name);
5401         }
5402
5403         while (alias_list) {
5404                 struct saved_alias *al = alias_list;
5405
5406                 alias_list = alias_list->next;
5407                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5408                 if (err)
5409                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5410                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5411                 kfree(al);
5412         }
5413
5414         mutex_unlock(&slab_mutex);
5415         resiliency_test();
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 __initcall(slab_sysfs_init);
5420 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5421
5422 /*
5423  * The /proc/slabinfo ABI
5424  */
5425 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5426 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5427 {
5428         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5429         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5430                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5431         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5432         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5433         seq_putc(m, '\n');
5434 }
5435
5436 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5437 {
5438         loff_t n = *pos;
5439
5440         mutex_lock(&slab_mutex);
5441         if (!n)
5442                 print_slabinfo_header(m);
5443
5444         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5445 }
5446
5447 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5448 {
5449         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5450 }
5451
5452 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5453 {
5454         mutex_unlock(&slab_mutex);
5455 }
5456
5457 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5458 {
5459         unsigned long nr_partials = 0;
5460         unsigned long nr_slabs = 0;
5461         unsigned long nr_inuse = 0;
5462         unsigned long nr_objs = 0;
5463         unsigned long nr_free = 0;
5464         struct kmem_cache *s;
5465         int node;
5466
5467         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5468
5469         for_each_online_node(node) {
5470                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5471
5472                 if (!n)
5473                         continue;
5474
5475                 nr_partials += n->nr_partial;
5476                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5477                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5478                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5479         }
5480
5481         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5482
5483         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5484                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5485                    (1 << oo_order(s->oo)));
5486         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5487         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5488                    0UL);
5489         seq_putc(m, '\n');
5490         return 0;
5491 }
5492
5493 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5494         .start = s_start,
5495         .next = s_next,
5496         .stop = s_stop,
5497         .show = s_show,
5498 };
5499
5500 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5501 {
5502         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5503 }
5504
5505 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5506         .open           = slabinfo_open,
5507         .read           = seq_read,
5508         .llseek         = seq_lseek,
5509         .release        = seq_release,
5510 };
5511
5512 static int __init slab_proc_init(void)
5513 {
5514         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5515         return 0;
5516 }
5517 module_init(slab_proc_init);
5518 #endif /* CONFIG_SLABINFO */