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