Merge branch 'slab/next' into slab/for-linus
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks or atomic operatios
6  * and only uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  * (C) 2011 Linux Foundation, Christoph Lameter
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/bit_spinlock.h>
16 #include <linux/interrupt.h>
17 #include <linux/bitops.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include "slab.h"
20 #include <linux/proc_fs.h>
21 #include <linux/seq_file.h>
22 #include <linux/kmemcheck.h>
23 #include <linux/cpu.h>
24 #include <linux/cpuset.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32 #include <linux/stacktrace.h>
33 #include <linux/prefetch.h>
34
35 #include <trace/events/kmem.h>
36
37 #include "internal.h"
38
39 /*
40  * Lock order:
41  *   1. slab_mutex (Global Mutex)
42  *   2. node->list_lock
43  *   3. slab_lock(page) (Only on some arches and for debugging)
44  *
45  *   slab_mutex
46  *
47  *   The role of the slab_mutex is to protect the list of all the slabs
48  *   and to synchronize major metadata changes to slab cache structures.
49  *
50  *   The slab_lock is only used for debugging and on arches that do not
51  *   have the ability to do a cmpxchg_double. It only protects the second
52  *   double word in the page struct. Meaning
53  *      A. page->freelist       -> List of object free in a page
54  *      B. page->counters       -> Counters of objects
55  *      C. page->frozen         -> frozen state
56  *
57  *   If a slab is frozen then it is exempt from list management. It is not
58  *   on any list. The processor that froze the slab is the one who can
59  *   perform list operations on the page. Other processors may put objects
60  *   onto the freelist but the processor that froze the slab is the only
61  *   one that can retrieve the objects from the page's freelist.
62  *
63  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
64  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
65  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
66  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
67  *   modified without taking the list lock).
68  *
69  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
70  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
71  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
72  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
73  *   the list lock.
74  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
75  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
76  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
77  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
78  *
79  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
80  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
81  *
82  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
83  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
84  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
85  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
86  * cannot scan all objects.
87  *
88  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
89  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
90  * fast frees and allocs.
91  *
92  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
93  *
94  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
95  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
96  *                      such as satisfying allocations for a specific
97  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
98  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
99  *                      list operations. It is up to the processor holding
100  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
101  *                      when the slab is no longer needed.
102  *
103  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
104  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
105  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
106  *                      freelist that allows lockless access to
107  *                      free objects in addition to the regular freelist
108  *                      that requires the slab lock.
109  *
110  * PageError            Slab requires special handling due to debug
111  *                      options set. This moves slab handling out of
112  *                      the fast path and disables lockless freelists.
113  */
114
115 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
116                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
117
118 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
119 {
120 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
121         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
122 #else
123         return 0;
124 #endif
125 }
126
127 /*
128  * Issues still to be resolved:
129  *
130  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
131  *
132  * - Variable sizing of the per node arrays
133  */
134
135 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
136 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
137
138 /* Enable to log cmpxchg failures */
139 #undef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
140
141 /*
142  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
143  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
144  */
145 #define MIN_PARTIAL 5
146
147 /*
148  * Maximum number of desirable partial slabs.
149  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
150  * sort the partial list by the number of objects in the.
151  */
152 #define MAX_PARTIAL 10
153
154 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
155                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
159  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
160  * metadata.
161  */
162 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
169                 SLAB_FAILSLAB)
170
171 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
172                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
173
174 #define OO_SHIFT        16
175 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
176 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       32767 /* since page.objects is u15 */
177
178 /* Internal SLUB flags */
179 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
180 #define __CMPXCHG_DOUBLE        0x40000000UL /* Use cmpxchg_double */
181
182 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
183
184 #ifdef CONFIG_SMP
185 static struct notifier_block slab_notifier;
186 #endif
187
188 /*
189  * Tracking user of a slab.
190  */
191 #define TRACK_ADDRS_COUNT 16
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
195         unsigned long addrs[TRACK_ADDRS_COUNT]; /* Called from address */
196 #endif
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SYSFS
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s->name);
216         kfree(s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
233 {
234         return s->node[node];
235 }
236
237 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
238 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
239                                 struct page *page, const void *object)
240 {
241         void *base;
242
243         if (!object)
244                 return 1;
245
246         base = page_address(page);
247         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
248                 (object - base) % s->size) {
249                 return 0;
250         }
251
252         return 1;
253 }
254
255 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         return *(void **)(object + s->offset);
258 }
259
260 static void prefetch_freepointer(const struct kmem_cache *s, void *object)
261 {
262         prefetch(object + s->offset);
263 }
264
265 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
266 {
267         void *p;
268
269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
270         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
271 #else
272         p = get_freepointer(s, object);
273 #endif
274         return p;
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Determine object index from a given position */
288 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
289 {
290         return (p - addr) / s->size;
291 }
292
293 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
294 {
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296         /*
297          * Debugging requires use of the padding between object
298          * and whatever may come after it.
299          */
300         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
301                 return s->object_size;
302
303 #endif
304         /*
305          * If we have the need to store the freelist pointer
306          * back there or track user information then we can
307          * only use the space before that information.
308          */
309         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
310                 return s->inuse;
311         /*
312          * Else we can use all the padding etc for the allocation
313          */
314         return s->size;
315 }
316
317 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
318 {
319         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
320 }
321
322 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
323                 unsigned long size, int reserved)
324 {
325         struct kmem_cache_order_objects x = {
326                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
327         };
328
329         return x;
330 }
331
332 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
333 {
334         return x.x >> OO_SHIFT;
335 }
336
337 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
338 {
339         return x.x & OO_MASK;
340 }
341
342 /*
343  * Per slab locking using the pagelock
344  */
345 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
346 {
347         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
348 }
349
350 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
351 {
352         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
353 }
354
355 /* Interrupts must be disabled (for the fallback code to work right) */
356 static inline bool __cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
357                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
358                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
359                 const char *n)
360 {
361         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
362 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
363     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
364         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
365                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
366                         freelist_old, counters_old,
367                         freelist_new, counters_new))
368                 return 1;
369         } else
370 #endif
371         {
372                 slab_lock(page);
373                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
374                         page->freelist = freelist_new;
375                         page->counters = counters_new;
376                         slab_unlock(page);
377                         return 1;
378                 }
379                 slab_unlock(page);
380         }
381
382         cpu_relax();
383         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
384
385 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
386         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
387 #endif
388
389         return 0;
390 }
391
392 static inline bool cmpxchg_double_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
393                 void *freelist_old, unsigned long counters_old,
394                 void *freelist_new, unsigned long counters_new,
395                 const char *n)
396 {
397 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
398     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
399         if (s->flags & __CMPXCHG_DOUBLE) {
400                 if (cmpxchg_double(&page->freelist, &page->counters,
401                         freelist_old, counters_old,
402                         freelist_new, counters_new))
403                 return 1;
404         } else
405 #endif
406         {
407                 unsigned long flags;
408
409                 local_irq_save(flags);
410                 slab_lock(page);
411                 if (page->freelist == freelist_old && page->counters == counters_old) {
412                         page->freelist = freelist_new;
413                         page->counters = counters_new;
414                         slab_unlock(page);
415                         local_irq_restore(flags);
416                         return 1;
417                 }
418                 slab_unlock(page);
419                 local_irq_restore(flags);
420         }
421
422         cpu_relax();
423         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_FAIL);
424
425 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
426         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg double redo ", n, s->name);
427 #endif
428
429         return 0;
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
433 /*
434  * Determine a map of object in use on a page.
435  *
436  * Node listlock must be held to guarantee that the page does
437  * not vanish from under us.
438  */
439 static void get_map(struct kmem_cache *s, struct page *page, unsigned long *map)
440 {
441         void *p;
442         void *addr = page_address(page);
443
444         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
445                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
446 }
447
448 /*
449  * Debug settings:
450  */
451 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
452 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
453 #else
454 static int slub_debug;
455 #endif
456
457 static char *slub_debug_slabs;
458 static int disable_higher_order_debug;
459
460 /*
461  * Object debugging
462  */
463 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
464 {
465         print_hex_dump(KERN_ERR, text, DUMP_PREFIX_ADDRESS, 16, 1, addr,
466                         length, 1);
467 }
468
469 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
470         enum track_item alloc)
471 {
472         struct track *p;
473
474         if (s->offset)
475                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
476         else
477                 p = object + s->inuse;
478
479         return p + alloc;
480 }
481
482 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
483                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
484 {
485         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
486
487         if (addr) {
488 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
489                 struct stack_trace trace;
490                 int i;
491
492                 trace.nr_entries = 0;
493                 trace.max_entries = TRACK_ADDRS_COUNT;
494                 trace.entries = p->addrs;
495                 trace.skip = 3;
496                 save_stack_trace(&trace);
497
498                 /* See rant in lockdep.c */
499                 if (trace.nr_entries != 0 &&
500                     trace.entries[trace.nr_entries - 1] == ULONG_MAX)
501                         trace.nr_entries--;
502
503                 for (i = trace.nr_entries; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
504                         p->addrs[i] = 0;
505 #endif
506                 p->addr = addr;
507                 p->cpu = smp_processor_id();
508                 p->pid = current->pid;
509                 p->when = jiffies;
510         } else
511                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
512 }
513
514 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
515 {
516         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
517                 return;
518
519         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
520         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
521 }
522
523 static void print_track(const char *s, struct track *t)
524 {
525         if (!t->addr)
526                 return;
527
528         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
529                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
530 #ifdef CONFIG_STACKTRACE
531         {
532                 int i;
533                 for (i = 0; i < TRACK_ADDRS_COUNT; i++)
534                         if (t->addrs[i])
535                                 printk(KERN_ERR "\t%pS\n", (void *)t->addrs[i]);
536                         else
537                                 break;
538         }
539 #endif
540 }
541
542 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
543 {
544         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
545                 return;
546
547         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
548         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
549 }
550
551 static void print_page_info(struct page *page)
552 {
553         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
554                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
555
556 }
557
558 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
559 {
560         va_list args;
561         char buf[100];
562
563         va_start(args, fmt);
564         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
565         va_end(args);
566         printk(KERN_ERR "========================================"
567                         "=====================================\n");
568         printk(KERN_ERR "BUG %s (%s): %s\n", s->name, print_tainted(), buf);
569         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
570                         "-------------------------------------\n\n");
571
572         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
573 }
574
575 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
576 {
577         va_list args;
578         char buf[100];
579
580         va_start(args, fmt);
581         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
582         va_end(args);
583         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
584 }
585
586 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
587 {
588         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
589         u8 *addr = page_address(page);
590
591         print_tracking(s, p);
592
593         print_page_info(page);
594
595         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
596                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
597
598         if (p > addr + 16)
599                 print_section("Bytes b4 ", p - 16, 16);
600
601         print_section("Object ", p, min_t(unsigned long, s->object_size,
602                                 PAGE_SIZE));
603         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
604                 print_section("Redzone ", p + s->object_size,
605                         s->inuse - s->object_size);
606
607         if (s->offset)
608                 off = s->offset + sizeof(void *);
609         else
610                 off = s->inuse;
611
612         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
613                 off += 2 * sizeof(struct track);
614
615         if (off != s->size)
616                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
617                 print_section("Padding ", p + off, s->size - off);
618
619         dump_stack();
620 }
621
622 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
623                         u8 *object, char *reason)
624 {
625         slab_bug(s, "%s", reason);
626         print_trailer(s, page, object);
627 }
628
629 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
630 {
631         va_list args;
632         char buf[100];
633
634         va_start(args, fmt);
635         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
636         va_end(args);
637         slab_bug(s, "%s", buf);
638         print_page_info(page);
639         dump_stack();
640 }
641
642 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
643 {
644         u8 *p = object;
645
646         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
647                 memset(p, POISON_FREE, s->object_size - 1);
648                 p[s->object_size - 1] = POISON_END;
649         }
650
651         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
652                 memset(p + s->object_size, val, s->inuse - s->object_size);
653 }
654
655 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
656                                                 void *from, void *to)
657 {
658         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
659         memset(from, data, to - from);
660 }
661
662 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                         u8 *object, char *what,
664                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
665 {
666         u8 *fault;
667         u8 *end;
668
669         fault = memchr_inv(start, value, bytes);
670         if (!fault)
671                 return 1;
672
673         end = start + bytes;
674         while (end > fault && end[-1] == value)
675                 end--;
676
677         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
678         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
679                                         fault, end - 1, fault[0], value);
680         print_trailer(s, page, object);
681
682         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
683         return 0;
684 }
685
686 /*
687  * Object layout:
688  *
689  * object address
690  *      Bytes of the object to be managed.
691  *      If the freepointer may overlay the object then the free
692  *      pointer is the first word of the object.
693  *
694  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
695  *      0xa5 (POISON_END)
696  *
697  * object + s->object_size
698  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
699  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
700  *      object_size == inuse.
701  *
702  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
703  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
704  *
705  * object + s->inuse
706  *      Meta data starts here.
707  *
708  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
709  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
710  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
711  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
712  *              before the word boundary.
713  *
714  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
715  *
716  * object + s->size
717  *      Nothing is used beyond s->size.
718  *
719  * If slabcaches are merged then the object_size and inuse boundaries are mostly
720  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
721  * may be used with merged slabcaches.
722  */
723
724 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
725 {
726         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
727
728         if (s->offset)
729                 /* Freepointer is placed after the object. */
730                 off += sizeof(void *);
731
732         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
733                 /* We also have user information there */
734                 off += 2 * sizeof(struct track);
735
736         if (s->size == off)
737                 return 1;
738
739         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
740                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
741 }
742
743 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
744 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
745 {
746         u8 *start;
747         u8 *fault;
748         u8 *end;
749         int length;
750         int remainder;
751
752         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
753                 return 1;
754
755         start = page_address(page);
756         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
757         end = start + length;
758         remainder = length % s->size;
759         if (!remainder)
760                 return 1;
761
762         fault = memchr_inv(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
763         if (!fault)
764                 return 1;
765         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
766                 end--;
767
768         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
769         print_section("Padding ", end - remainder, remainder);
770
771         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
772         return 0;
773 }
774
775 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
776                                         void *object, u8 val)
777 {
778         u8 *p = object;
779         u8 *endobject = object + s->object_size;
780
781         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
782                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
783                         endobject, val, s->inuse - s->object_size))
784                         return 0;
785         } else {
786                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->object_size < s->inuse) {
787                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
788                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->object_size);
789                 }
790         }
791
792         if (s->flags & SLAB_POISON) {
793                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
794                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
795                                         POISON_FREE, s->object_size - 1) ||
796                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
797                                 p + s->object_size - 1, POISON_END, 1)))
798                         return 0;
799                 /*
800                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
801                  */
802                 check_pad_bytes(s, page, p);
803         }
804
805         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
806                 /*
807                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
808                  * freepointer while object is allocated.
809                  */
810                 return 1;
811
812         /* Check free pointer validity */
813         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
814                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
815                 /*
816                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
817                  * of the free objects in this slab. May cause
818                  * another error because the object count is now wrong.
819                  */
820                 set_freepointer(s, p, NULL);
821                 return 0;
822         }
823         return 1;
824 }
825
826 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
827 {
828         int maxobj;
829
830         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
831
832         if (!PageSlab(page)) {
833                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
834                 return 0;
835         }
836
837         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
838         if (page->objects > maxobj) {
839                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
840                         s->name, page->objects, maxobj);
841                 return 0;
842         }
843         if (page->inuse > page->objects) {
844                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
845                         s->name, page->inuse, page->objects);
846                 return 0;
847         }
848         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
849         slab_pad_check(s, page);
850         return 1;
851 }
852
853 /*
854  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
855  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
856  */
857 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
858 {
859         int nr = 0;
860         void *fp;
861         void *object = NULL;
862         unsigned long max_objects;
863
864         fp = page->freelist;
865         while (fp && nr <= page->objects) {
866                 if (fp == search)
867                         return 1;
868                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
869                         if (object) {
870                                 object_err(s, page, object,
871                                         "Freechain corrupt");
872                                 set_freepointer(s, object, NULL);
873                                 break;
874                         } else {
875                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
876                                 page->freelist = NULL;
877                                 page->inuse = page->objects;
878                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
879                                 return 0;
880                         }
881                         break;
882                 }
883                 object = fp;
884                 fp = get_freepointer(s, object);
885                 nr++;
886         }
887
888         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
889         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
890                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
891
892         if (page->objects != max_objects) {
893                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
894                         "should be %d", page->objects, max_objects);
895                 page->objects = max_objects;
896                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
897         }
898         if (page->inuse != page->objects - nr) {
899                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
900                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
901                 page->inuse = page->objects - nr;
902                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
903         }
904         return search == NULL;
905 }
906
907 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
908                                                                 int alloc)
909 {
910         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
911                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
912                         s->name,
913                         alloc ? "alloc" : "free",
914                         object, page->inuse,
915                         page->freelist);
916
917                 if (!alloc)
918                         print_section("Object ", (void *)object, s->object_size);
919
920                 dump_stack();
921         }
922 }
923
924 /*
925  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
926  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
927  */
928 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
929 {
930         flags &= gfp_allowed_mask;
931         lockdep_trace_alloc(flags);
932         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
933
934         return should_failslab(s->object_size, flags, s->flags);
935 }
936
937 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
938 {
939         flags &= gfp_allowed_mask;
940         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
941         kmemleak_alloc_recursive(object, s->object_size, 1, s->flags, flags);
942 }
943
944 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
945 {
946         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
947
948         /*
949          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
950          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
951          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
952          */
953 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
954         {
955                 unsigned long flags;
956
957                 local_irq_save(flags);
958                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->object_size);
959                 debug_check_no_locks_freed(x, s->object_size);
960                 local_irq_restore(flags);
961         }
962 #endif
963         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
964                 debug_check_no_obj_freed(x, s->object_size);
965 }
966
967 /*
968  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
969  *
970  * list_lock must be held.
971  */
972 static void add_full(struct kmem_cache *s,
973         struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
974 {
975         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
976                 return;
977
978         list_add(&page->lru, &n->full);
979 }
980
981 /*
982  * list_lock must be held.
983  */
984 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
985 {
986         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
987                 return;
988
989         list_del(&page->lru);
990 }
991
992 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
993 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
994 {
995         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
996
997         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
998 }
999
1000 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1001 {
1002         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1003 }
1004
1005 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1006 {
1007         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1008
1009         /*
1010          * May be called early in order to allocate a slab for the
1011          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
1012          * dilemma by deferring the increment of the count during
1013          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
1014          */
1015         if (n) {
1016                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1017                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
1018         }
1019 }
1020 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
1021 {
1022         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1023
1024         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1025         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
1026 }
1027
1028 /* Object debug checks for alloc/free paths */
1029 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1030                                                                 void *object)
1031 {
1032         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
1033                 return;
1034
1035         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1036         init_tracking(s, object);
1037 }
1038
1039 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1040                                         void *object, unsigned long addr)
1041 {
1042         if (!check_slab(s, page))
1043                 goto bad;
1044
1045         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1046                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
1047                 goto bad;
1048         }
1049
1050         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
1051                 goto bad;
1052
1053         /* Success perform special debug activities for allocs */
1054         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1055                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1056         trace(s, page, object, 1);
1057         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
1058         return 1;
1059
1060 bad:
1061         if (PageSlab(page)) {
1062                 /*
1063                  * If this is a slab page then lets do the best we can
1064                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
1065                  * as used avoids touching the remaining objects.
1066                  */
1067                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
1068                 page->inuse = page->objects;
1069                 page->freelist = NULL;
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static noinline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1075         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1076         unsigned long addr, unsigned long *flags)
1077 {
1078         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1079
1080         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, *flags);
1081         slab_lock(page);
1082
1083         if (!check_slab(s, page))
1084                 goto fail;
1085
1086         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
1087                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
1088                 goto fail;
1089         }
1090
1091         if (on_freelist(s, page, object)) {
1092                 object_err(s, page, object, "Object already free");
1093                 goto fail;
1094         }
1095
1096         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
1097                 goto out;
1098
1099         if (unlikely(s != page->slab)) {
1100                 if (!PageSlab(page)) {
1101                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1102                                 "outside of slab", object);
1103                 } else if (!page->slab) {
1104                         printk(KERN_ERR
1105                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1106                                                 object);
1107                         dump_stack();
1108                 } else
1109                         object_err(s, page, object,
1110                                         "page slab pointer corrupt.");
1111                 goto fail;
1112         }
1113
1114         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1115                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1116         trace(s, page, object, 0);
1117         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1118 out:
1119         slab_unlock(page);
1120         /*
1121          * Keep node_lock to preserve integrity
1122          * until the object is actually freed
1123          */
1124         return n;
1125
1126 fail:
1127         slab_unlock(page);
1128         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, *flags);
1129         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1130         return NULL;
1131 }
1132
1133 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1134 {
1135         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1136         if (*str++ != '=' || !*str)
1137                 /*
1138                  * No options specified. Switch on full debugging.
1139                  */
1140                 goto out;
1141
1142         if (*str == ',')
1143                 /*
1144                  * No options but restriction on slabs. This means full
1145                  * debugging for slabs matching a pattern.
1146                  */
1147                 goto check_slabs;
1148
1149         if (tolower(*str) == 'o') {
1150                 /*
1151                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1152                  * would increase as a result.
1153                  */
1154                 disable_higher_order_debug = 1;
1155                 goto out;
1156         }
1157
1158         slub_debug = 0;
1159         if (*str == '-')
1160                 /*
1161                  * Switch off all debugging measures.
1162                  */
1163                 goto out;
1164
1165         /*
1166          * Determine which debug features should be switched on
1167          */
1168         for (; *str && *str != ','; str++) {
1169                 switch (tolower(*str)) {
1170                 case 'f':
1171                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1172                         break;
1173                 case 'z':
1174                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1175                         break;
1176                 case 'p':
1177                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1178                         break;
1179                 case 'u':
1180                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1181                         break;
1182                 case 't':
1183                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1184                         break;
1185                 case 'a':
1186                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1187                         break;
1188                 default:
1189                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1190                                 "unknown. skipped\n", *str);
1191                 }
1192         }
1193
1194 check_slabs:
1195         if (*str == ',')
1196                 slub_debug_slabs = str + 1;
1197 out:
1198         return 1;
1199 }
1200
1201 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1202
1203 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1204         unsigned long flags, const char *name,
1205         void (*ctor)(void *))
1206 {
1207         /*
1208          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1209          */
1210         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1211                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1212                 flags |= slub_debug;
1213
1214         return flags;
1215 }
1216 #else
1217 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1218                         struct page *page, void *object) {}
1219
1220 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1221         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1222
1223 static inline struct kmem_cache_node *free_debug_processing(
1224         struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
1225         unsigned long addr, unsigned long *flags) { return NULL; }
1226
1227 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1228                         { return 1; }
1229 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1230                         void *object, u8 val) { return 1; }
1231 static inline void add_full(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1232                                         struct page *page) {}
1233 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
1234 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1235         unsigned long flags, const char *name,
1236         void (*ctor)(void *))
1237 {
1238         return flags;
1239 }
1240 #define slub_debug 0
1241
1242 #define disable_higher_order_debug 0
1243
1244 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1245                                                         { return 0; }
1246 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1247                                                         { return 0; }
1248 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1249                                                         int objects) {}
1250 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1251                                                         int objects) {}
1252
1253 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1254                                                         { return 0; }
1255
1256 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1257                 void *object) {}
1258
1259 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1260
1261 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1262
1263 /*
1264  * Slab allocation and freeing
1265  */
1266 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1267                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1268 {
1269         int order = oo_order(oo);
1270
1271         flags |= __GFP_NOTRACK;
1272
1273         if (node == NUMA_NO_NODE)
1274                 return alloc_pages(flags, order);
1275         else
1276                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1277 }
1278
1279 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1280 {
1281         struct page *page;
1282         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1283         gfp_t alloc_gfp;
1284
1285         flags &= gfp_allowed_mask;
1286
1287         if (flags & __GFP_WAIT)
1288                 local_irq_enable();
1289
1290         flags |= s->allocflags;
1291
1292         /*
1293          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1294          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1295          */
1296         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1297
1298         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1299         if (unlikely(!page)) {
1300                 oo = s->min;
1301                 /*
1302                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1303                  * Try a lower order alloc if possible
1304                  */
1305                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1306
1307                 if (page)
1308                         stat(s, ORDER_FALLBACK);
1309         }
1310
1311         if (kmemcheck_enabled && page
1312                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1313                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1314
1315                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1316
1317                 /*
1318                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1319                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1320                  */
1321                 if (s->ctor)
1322                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1323                 else
1324                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1325         }
1326
1327         if (flags & __GFP_WAIT)
1328                 local_irq_disable();
1329         if (!page)
1330                 return NULL;
1331
1332         page->objects = oo_objects(oo);
1333         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1334                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1335                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1336                 1 << oo_order(oo));
1337
1338         return page;
1339 }
1340
1341 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1342                                 void *object)
1343 {
1344         setup_object_debug(s, page, object);
1345         if (unlikely(s->ctor))
1346                 s->ctor(object);
1347 }
1348
1349 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1350 {
1351         struct page *page;
1352         void *start;
1353         void *last;
1354         void *p;
1355
1356         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1357
1358         page = allocate_slab(s,
1359                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1360         if (!page)
1361                 goto out;
1362
1363         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1364         page->slab = s;
1365         __SetPageSlab(page);
1366         if (page->pfmemalloc)
1367                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1368
1369         start = page_address(page);
1370
1371         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1372                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1373
1374         last = start;
1375         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1376                 setup_object(s, page, last);
1377                 set_freepointer(s, last, p);
1378                 last = p;
1379         }
1380         setup_object(s, page, last);
1381         set_freepointer(s, last, NULL);
1382
1383         page->freelist = start;
1384         page->inuse = page->objects;
1385         page->frozen = 1;
1386 out:
1387         return page;
1388 }
1389
1390 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1391 {
1392         int order = compound_order(page);
1393         int pages = 1 << order;
1394
1395         if (kmem_cache_debug(s)) {
1396                 void *p;
1397
1398                 slab_pad_check(s, page);
1399                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1400                                                 page->objects)
1401                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1402         }
1403
1404         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1405
1406         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1407                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1408                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1409                 -pages);
1410
1411         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1412         __ClearPageSlab(page);
1413         reset_page_mapcount(page);
1414         if (current->reclaim_state)
1415                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1416         __free_pages(page, order);
1417 }
1418
1419 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1420         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1421
1422 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1423 {
1424         struct page *page;
1425
1426         if (need_reserve_slab_rcu)
1427                 page = virt_to_head_page(h);
1428         else
1429                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1430
1431         __free_slab(page->slab, page);
1432 }
1433
1434 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1435 {
1436         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1437                 struct rcu_head *head;
1438
1439                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1440                         int order = compound_order(page);
1441                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1442
1443                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1444                         head = page_address(page) + offset;
1445                 } else {
1446                         /*
1447                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1448                          */
1449                         head = (void *)&page->lru;
1450                 }
1451
1452                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1453         } else
1454                 __free_slab(s, page);
1455 }
1456
1457 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1458 {
1459         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1460         free_slab(s, page);
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Management of partially allocated slabs.
1465  *
1466  * list_lock must be held.
1467  */
1468 static inline void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1469                                 struct page *page, int tail)
1470 {
1471         n->nr_partial++;
1472         if (tail == DEACTIVATE_TO_TAIL)
1473                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1474         else
1475                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * list_lock must be held.
1480  */
1481 static inline void remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1482                                         struct page *page)
1483 {
1484         list_del(&page->lru);
1485         n->nr_partial--;
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Remove slab from the partial list, freeze it and
1490  * return the pointer to the freelist.
1491  *
1492  * Returns a list of objects or NULL if it fails.
1493  *
1494  * Must hold list_lock since we modify the partial list.
1495  */
1496 static inline void *acquire_slab(struct kmem_cache *s,
1497                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
1498                 int mode)
1499 {
1500         void *freelist;
1501         unsigned long counters;
1502         struct page new;
1503
1504         /*
1505          * Zap the freelist and set the frozen bit.
1506          * The old freelist is the list of objects for the
1507          * per cpu allocation list.
1508          */
1509         freelist = page->freelist;
1510         counters = page->counters;
1511         new.counters = counters;
1512         if (mode) {
1513                 new.inuse = page->objects;
1514                 new.freelist = NULL;
1515         } else {
1516                 new.freelist = freelist;
1517         }
1518
1519         VM_BUG_ON(new.frozen);
1520         new.frozen = 1;
1521
1522         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1523                         freelist, counters,
1524                         new.freelist, new.counters,
1525                         "acquire_slab"))
1526                 return NULL;
1527
1528         remove_partial(n, page);
1529         WARN_ON(!freelist);
1530         return freelist;
1531 }
1532
1533 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain);
1534 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags);
1535
1536 /*
1537  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1538  */
1539 static void *get_partial_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1540                                 struct kmem_cache_cpu *c, gfp_t flags)
1541 {
1542         struct page *page, *page2;
1543         void *object = NULL;
1544
1545         /*
1546          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1547          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1548          * partial slab and there is none available then get_partials()
1549          * will return NULL.
1550          */
1551         if (!n || !n->nr_partial)
1552                 return NULL;
1553
1554         spin_lock(&n->list_lock);
1555         list_for_each_entry_safe(page, page2, &n->partial, lru) {
1556                 void *t;
1557                 int available;
1558
1559                 if (!pfmemalloc_match(page, flags))
1560                         continue;
1561
1562                 t = acquire_slab(s, n, page, object == NULL);
1563                 if (!t)
1564                         break;
1565
1566                 if (!object) {
1567                         c->page = page;
1568                         stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1569                         object = t;
1570                         available =  page->objects - page->inuse;
1571                 } else {
1572                         available = put_cpu_partial(s, page, 0);
1573                         stat(s, CPU_PARTIAL_NODE);
1574                 }
1575                 if (kmem_cache_debug(s) || available > s->cpu_partial / 2)
1576                         break;
1577
1578         }
1579         spin_unlock(&n->list_lock);
1580         return object;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1585  */
1586 static void *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1587                 struct kmem_cache_cpu *c)
1588 {
1589 #ifdef CONFIG_NUMA
1590         struct zonelist *zonelist;
1591         struct zoneref *z;
1592         struct zone *zone;
1593         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1594         void *object;
1595         unsigned int cpuset_mems_cookie;
1596
1597         /*
1598          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1599          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1600          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1601          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1602          *
1603          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1604          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1605          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1606          * from other nodes and filled up.
1607          *
1608          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1609          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1610          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1611          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1612          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1613          * with available objects.
1614          */
1615         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1616                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1617                 return NULL;
1618
1619         do {
1620                 cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
1621                 zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
1622                 for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1623                         struct kmem_cache_node *n;
1624
1625                         n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1626
1627                         if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1628                                         n->nr_partial > s->min_partial) {
1629                                 object = get_partial_node(s, n, c, flags);
1630                                 if (object) {
1631                                         /*
1632                                          * Return the object even if
1633                                          * put_mems_allowed indicated that
1634                                          * the cpuset mems_allowed was
1635                                          * updated in parallel. It's a
1636                                          * harmless race between the alloc
1637                                          * and the cpuset update.
1638                                          */
1639                                         put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie);
1640                                         return object;
1641                                 }
1642                         }
1643                 }
1644         } while (!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie));
1645 #endif
1646         return NULL;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Get a partial page, lock it and return it.
1651  */
1652 static void *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node,
1653                 struct kmem_cache_cpu *c)
1654 {
1655         void *object;
1656         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1657
1658         object = get_partial_node(s, get_node(s, searchnode), c, flags);
1659         if (object || node != NUMA_NO_NODE)
1660                 return object;
1661
1662         return get_any_partial(s, flags, c);
1663 }
1664
1665 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1666 /*
1667  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1668  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1669  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1670  */
1671 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1672 #else
1673 /*
1674  * No preemption supported therefore also no need to check for
1675  * different cpus.
1676  */
1677 #define TID_STEP 1
1678 #endif
1679
1680 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1681 {
1682         return tid + TID_STEP;
1683 }
1684
1685 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1686 {
1687         return tid % TID_STEP;
1688 }
1689
1690 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1691 {
1692         return tid / TID_STEP;
1693 }
1694
1695 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1696 {
1697         return cpu;
1698 }
1699
1700 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1701                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1702 {
1703 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1704         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1705
1706         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1707
1708 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1709         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1710                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1711                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1712         else
1713 #endif
1714         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1715                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1716                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1717         else
1718                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1719                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1720 #endif
1721         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1722 }
1723
1724 static void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1725 {
1726         int cpu;
1727
1728         for_each_possible_cpu(cpu)
1729                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Remove the cpu slab
1734  */
1735 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *freelist)
1736 {
1737         enum slab_modes { M_NONE, M_PARTIAL, M_FULL, M_FREE };
1738         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1739         int lock = 0;
1740         enum slab_modes l = M_NONE, m = M_NONE;
1741         void *nextfree;
1742         int tail = DEACTIVATE_TO_HEAD;
1743         struct page new;
1744         struct page old;
1745
1746         if (page->freelist) {
1747                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1748                 tail = DEACTIVATE_TO_TAIL;
1749         }
1750
1751         /*
1752          * Stage one: Free all available per cpu objects back
1753          * to the page freelist while it is still frozen. Leave the
1754          * last one.
1755          *
1756          * There is no need to take the list->lock because the page
1757          * is still frozen.
1758          */
1759         while (freelist && (nextfree = get_freepointer(s, freelist))) {
1760                 void *prior;
1761                 unsigned long counters;
1762
1763                 do {
1764                         prior = page->freelist;
1765                         counters = page->counters;
1766                         set_freepointer(s, freelist, prior);
1767                         new.counters = counters;
1768                         new.inuse--;
1769                         VM_BUG_ON(!new.frozen);
1770
1771                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1772                         prior, counters,
1773                         freelist, new.counters,
1774                         "drain percpu freelist"));
1775
1776                 freelist = nextfree;
1777         }
1778
1779         /*
1780          * Stage two: Ensure that the page is unfrozen while the
1781          * list presence reflects the actual number of objects
1782          * during unfreeze.
1783          *
1784          * We setup the list membership and then perform a cmpxchg
1785          * with the count. If there is a mismatch then the page
1786          * is not unfrozen but the page is on the wrong list.
1787          *
1788          * Then we restart the process which may have to remove
1789          * the page from the list that we just put it on again
1790          * because the number of objects in the slab may have
1791          * changed.
1792          */
1793 redo:
1794
1795         old.freelist = page->freelist;
1796         old.counters = page->counters;
1797         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1798
1799         /* Determine target state of the slab */
1800         new.counters = old.counters;
1801         if (freelist) {
1802                 new.inuse--;
1803                 set_freepointer(s, freelist, old.freelist);
1804                 new.freelist = freelist;
1805         } else
1806                 new.freelist = old.freelist;
1807
1808         new.frozen = 0;
1809
1810         if (!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)
1811                 m = M_FREE;
1812         else if (new.freelist) {
1813                 m = M_PARTIAL;
1814                 if (!lock) {
1815                         lock = 1;
1816                         /*
1817                          * Taking the spinlock removes the possiblity
1818                          * that acquire_slab() will see a slab page that
1819                          * is frozen
1820                          */
1821                         spin_lock(&n->list_lock);
1822                 }
1823         } else {
1824                 m = M_FULL;
1825                 if (kmem_cache_debug(s) && !lock) {
1826                         lock = 1;
1827                         /*
1828                          * This also ensures that the scanning of full
1829                          * slabs from diagnostic functions will not see
1830                          * any frozen slabs.
1831                          */
1832                         spin_lock(&n->list_lock);
1833                 }
1834         }
1835
1836         if (l != m) {
1837
1838                 if (l == M_PARTIAL)
1839
1840                         remove_partial(n, page);
1841
1842                 else if (l == M_FULL)
1843
1844                         remove_full(s, page);
1845
1846                 if (m == M_PARTIAL) {
1847
1848                         add_partial(n, page, tail);
1849                         stat(s, tail);
1850
1851                 } else if (m == M_FULL) {
1852
1853                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1854                         add_full(s, n, page);
1855
1856                 }
1857         }
1858
1859         l = m;
1860         if (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1861                                 old.freelist, old.counters,
1862                                 new.freelist, new.counters,
1863                                 "unfreezing slab"))
1864                 goto redo;
1865
1866         if (lock)
1867                 spin_unlock(&n->list_lock);
1868
1869         if (m == M_FREE) {
1870                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1871                 discard_slab(s, page);
1872                 stat(s, FREE_SLAB);
1873         }
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Unfreeze all the cpu partial slabs.
1878  *
1879  * This function must be called with interrupt disabled.
1880  */
1881 static void unfreeze_partials(struct kmem_cache *s)
1882 {
1883         struct kmem_cache_node *n = NULL, *n2 = NULL;
1884         struct kmem_cache_cpu *c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1885         struct page *page, *discard_page = NULL;
1886
1887         while ((page = c->partial)) {
1888                 struct page new;
1889                 struct page old;
1890
1891                 c->partial = page->next;
1892
1893                 n2 = get_node(s, page_to_nid(page));
1894                 if (n != n2) {
1895                         if (n)
1896                                 spin_unlock(&n->list_lock);
1897
1898                         n = n2;
1899                         spin_lock(&n->list_lock);
1900                 }
1901
1902                 do {
1903
1904                         old.freelist = page->freelist;
1905                         old.counters = page->counters;
1906                         VM_BUG_ON(!old.frozen);
1907
1908                         new.counters = old.counters;
1909                         new.freelist = old.freelist;
1910
1911                         new.frozen = 0;
1912
1913                 } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
1914                                 old.freelist, old.counters,
1915                                 new.freelist, new.counters,
1916                                 "unfreezing slab"));
1917
1918                 if (unlikely(!new.inuse && n->nr_partial > s->min_partial)) {
1919                         page->next = discard_page;
1920                         discard_page = page;
1921                 } else {
1922                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
1923                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1924                 }
1925         }
1926
1927         if (n)
1928                 spin_unlock(&n->list_lock);
1929
1930         while (discard_page) {
1931                 page = discard_page;
1932                 discard_page = discard_page->next;
1933
1934                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1935                 discard_slab(s, page);
1936                 stat(s, FREE_SLAB);
1937         }
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Put a page that was just frozen (in __slab_free) into a partial page
1942  * slot if available. This is done without interrupts disabled and without
1943  * preemption disabled. The cmpxchg is racy and may put the partial page
1944  * onto a random cpus partial slot.
1945  *
1946  * If we did not find a slot then simply move all the partials to the
1947  * per node partial list.
1948  */
1949 static int put_cpu_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page, int drain)
1950 {
1951         struct page *oldpage;
1952         int pages;
1953         int pobjects;
1954
1955         do {
1956                 pages = 0;
1957                 pobjects = 0;
1958                 oldpage = this_cpu_read(s->cpu_slab->partial);
1959
1960                 if (oldpage) {
1961                         pobjects = oldpage->pobjects;
1962                         pages = oldpage->pages;
1963                         if (drain && pobjects > s->cpu_partial) {
1964                                 unsigned long flags;
1965                                 /*
1966                                  * partial array is full. Move the existing
1967                                  * set to the per node partial list.
1968                                  */
1969                                 local_irq_save(flags);
1970                                 unfreeze_partials(s);
1971                                 local_irq_restore(flags);
1972                                 oldpage = NULL;
1973                                 pobjects = 0;
1974                                 pages = 0;
1975                                 stat(s, CPU_PARTIAL_DRAIN);
1976                         }
1977                 }
1978
1979                 pages++;
1980                 pobjects += page->objects - page->inuse;
1981
1982                 page->pages = pages;
1983                 page->pobjects = pobjects;
1984                 page->next = oldpage;
1985
1986         } while (this_cpu_cmpxchg(s->cpu_slab->partial, oldpage, page) != oldpage);
1987         return pobjects;
1988 }
1989
1990 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1991 {
1992         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1993         deactivate_slab(s, c->page, c->freelist);
1994
1995         c->tid = next_tid(c->tid);
1996         c->page = NULL;
1997         c->freelist = NULL;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Flush cpu slab.
2002  *
2003  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
2004  */
2005 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
2006 {
2007         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2008
2009         if (likely(c)) {
2010                 if (c->page)
2011                         flush_slab(s, c);
2012
2013                 unfreeze_partials(s);
2014         }
2015 }
2016
2017 static void flush_cpu_slab(void *d)
2018 {
2019         struct kmem_cache *s = d;
2020
2021         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
2022 }
2023
2024 static bool has_cpu_slab(int cpu, void *info)
2025 {
2026         struct kmem_cache *s = info;
2027         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
2028
2029         return c->page || c->partial;
2030 }
2031
2032 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
2033 {
2034         on_each_cpu_cond(has_cpu_slab, flush_cpu_slab, s, 1, GFP_ATOMIC);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
2039  * locality expectations.
2040  */
2041 static inline int node_match(struct page *page, int node)
2042 {
2043 #ifdef CONFIG_NUMA
2044         if (node != NUMA_NO_NODE && page_to_nid(page) != node)
2045                 return 0;
2046 #endif
2047         return 1;
2048 }
2049
2050 static int count_free(struct page *page)
2051 {
2052         return page->objects - page->inuse;
2053 }
2054
2055 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
2056                                         int (*get_count)(struct page *))
2057 {
2058         unsigned long flags;
2059         unsigned long x = 0;
2060         struct page *page;
2061
2062         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2063         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2064                 x += get_count(page);
2065         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2066         return x;
2067 }
2068
2069 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
2070 {
2071 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2072         return atomic_long_read(&n->total_objects);
2073 #else
2074         return 0;
2075 #endif
2076 }
2077
2078 static noinline void
2079 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
2080 {
2081         int node;
2082
2083         printk(KERN_WARNING
2084                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
2085                 nid, gfpflags);
2086         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
2087                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->object_size,
2088                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
2089
2090         if (oo_order(s->min) > get_order(s->object_size))
2091                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
2092                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
2093
2094         for_each_online_node(node) {
2095                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2096                 unsigned long nr_slabs;
2097                 unsigned long nr_objs;
2098                 unsigned long nr_free;
2099
2100                 if (!n)
2101                         continue;
2102
2103                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
2104                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
2105                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
2106
2107                 printk(KERN_WARNING
2108                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
2109                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
2110         }
2111 }
2112
2113 static inline void *new_slab_objects(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
2114                         int node, struct kmem_cache_cpu **pc)
2115 {
2116         void *freelist;
2117         struct kmem_cache_cpu *c = *pc;
2118         struct page *page;
2119
2120         freelist = get_partial(s, flags, node, c);
2121
2122         if (freelist)
2123                 return freelist;
2124
2125         page = new_slab(s, flags, node);
2126         if (page) {
2127                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2128                 if (c->page)
2129                         flush_slab(s, c);
2130
2131                 /*
2132                  * No other reference to the page yet so we can
2133                  * muck around with it freely without cmpxchg
2134                  */
2135                 freelist = page->freelist;
2136                 page->freelist = NULL;
2137
2138                 stat(s, ALLOC_SLAB);
2139                 c->page = page;
2140                 *pc = c;
2141         } else
2142                 freelist = NULL;
2143
2144         return freelist;
2145 }
2146
2147 static inline bool pfmemalloc_match(struct page *page, gfp_t gfpflags)
2148 {
2149         if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page)))
2150                 return gfp_pfmemalloc_allowed(gfpflags);
2151
2152         return true;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Check the page->freelist of a page and either transfer the freelist to the per cpu freelist
2157  * or deactivate the page.
2158  *
2159  * The page is still frozen if the return value is not NULL.
2160  *
2161  * If this function returns NULL then the page has been unfrozen.
2162  *
2163  * This function must be called with interrupt disabled.
2164  */
2165 static inline void *get_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2166 {
2167         struct page new;
2168         unsigned long counters;
2169         void *freelist;
2170
2171         do {
2172                 freelist = page->freelist;
2173                 counters = page->counters;
2174
2175                 new.counters = counters;
2176                 VM_BUG_ON(!new.frozen);
2177
2178                 new.inuse = page->objects;
2179                 new.frozen = freelist != NULL;
2180
2181         } while (!__cmpxchg_double_slab(s, page,
2182                 freelist, counters,
2183                 NULL, new.counters,
2184                 "get_freelist"));
2185
2186         return freelist;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
2191  * debugging duties.
2192  *
2193  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
2194  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
2195  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
2196  *
2197  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
2198  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
2199  * rest of the freelist to the lockless freelist.
2200  *
2201  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
2202  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
2203  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
2204  */
2205 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
2206                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
2207 {
2208         void *freelist;
2209         struct page *page;
2210         unsigned long flags;
2211
2212         local_irq_save(flags);
2213 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2214         /*
2215          * We may have been preempted and rescheduled on a different
2216          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
2217          * pointer.
2218          */
2219         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2220 #endif
2221
2222         page = c->page;
2223         if (!page)
2224                 goto new_slab;
2225 redo:
2226
2227         if (unlikely(!node_match(page, node))) {
2228                 stat(s, ALLOC_NODE_MISMATCH);
2229                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2230                 c->page = NULL;
2231                 c->freelist = NULL;
2232                 goto new_slab;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * By rights, we should be searching for a slab page that was
2237          * PFMEMALLOC but right now, we are losing the pfmemalloc
2238          * information when the page leaves the per-cpu allocator
2239          */
2240         if (unlikely(!pfmemalloc_match(page, gfpflags))) {
2241                 deactivate_slab(s, page, c->freelist);
2242                 c->page = NULL;
2243                 c->freelist = NULL;
2244                 goto new_slab;
2245         }
2246
2247         /* must check again c->freelist in case of cpu migration or IRQ */
2248         freelist = c->freelist;
2249         if (freelist)
2250                 goto load_freelist;
2251
2252         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
2253
2254         freelist = get_freelist(s, page);
2255
2256         if (!freelist) {
2257                 c->page = NULL;
2258                 stat(s, DEACTIVATE_BYPASS);
2259                 goto new_slab;
2260         }
2261
2262         stat(s, ALLOC_REFILL);
2263
2264 load_freelist:
2265         /*
2266          * freelist is pointing to the list of objects to be used.
2267          * page is pointing to the page from which the objects are obtained.
2268          * That page must be frozen for per cpu allocations to work.
2269          */
2270         VM_BUG_ON(!c->page->frozen);
2271         c->freelist = get_freepointer(s, freelist);
2272         c->tid = next_tid(c->tid);
2273         local_irq_restore(flags);
2274         return freelist;
2275
2276 new_slab:
2277
2278         if (c->partial) {
2279                 page = c->page = c->partial;
2280                 c->partial = page->next;
2281                 stat(s, CPU_PARTIAL_ALLOC);
2282                 c->freelist = NULL;
2283                 goto redo;
2284         }
2285
2286         freelist = new_slab_objects(s, gfpflags, node, &c);
2287
2288         if (unlikely(!freelist)) {
2289                 if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
2290                         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
2291
2292                 local_irq_restore(flags);
2293                 return NULL;
2294         }
2295
2296         page = c->page;
2297         if (likely(!kmem_cache_debug(s) && pfmemalloc_match(page, gfpflags)))
2298                 goto load_freelist;
2299
2300         /* Only entered in the debug case */
2301         if (kmem_cache_debug(s) && !alloc_debug_processing(s, page, freelist, addr))
2302                 goto new_slab;  /* Slab failed checks. Next slab needed */
2303
2304         deactivate_slab(s, page, get_freepointer(s, freelist));
2305         c->page = NULL;
2306         c->freelist = NULL;
2307         local_irq_restore(flags);
2308         return freelist;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
2313  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
2314  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
2315  *
2316  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
2317  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
2318  *
2319  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
2320  */
2321 static __always_inline void *slab_alloc_node(struct kmem_cache *s,
2322                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
2323 {
2324         void **object;
2325         struct kmem_cache_cpu *c;
2326         struct page *page;
2327         unsigned long tid;
2328
2329         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
2330                 return NULL;
2331
2332 redo:
2333
2334         /*
2335          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
2336          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
2337          * reading from one cpu area. That does not matter as long
2338          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
2339          */
2340         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2341
2342         /*
2343          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
2344          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
2345          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
2346          * linked list in between.
2347          */
2348         tid = c->tid;
2349         barrier();
2350
2351         object = c->freelist;
2352         page = c->page;
2353         if (unlikely(!object || !node_match(page, node)))
2354                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
2355
2356         else {
2357                 void *next_object = get_freepointer_safe(s, object);
2358
2359                 /*
2360                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
2361                  * operation and if we are on the right processor.
2362                  *
2363                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
2364                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
2365                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
2366                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
2367                  *
2368                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
2369                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
2370                  */
2371                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2372                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2373                                 object, tid,
2374                                 next_object, next_tid(tid)))) {
2375
2376                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
2377                         goto redo;
2378                 }
2379                 prefetch_freepointer(s, next_object);
2380                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
2381         }
2382
2383         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
2384                 memset(object, 0, s->object_size);
2385
2386         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
2387
2388         return object;
2389 }
2390
2391 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
2392                 gfp_t gfpflags, unsigned long addr)
2393 {
2394         return slab_alloc_node(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, addr);
2395 }
2396
2397 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2398 {
2399         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2400
2401         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->object_size, s->size, gfpflags);
2402
2403         return ret;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2406
2407 #ifdef CONFIG_TRACING
2408 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
2409 {
2410         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, _RET_IP_);
2411         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
2412         return ret;
2413 }
2414 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
2415
2416 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2417 {
2418         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2419         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2420         return ret;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2423 #endif
2424
2425 #ifdef CONFIG_NUMA
2426 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2427 {
2428         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2429
2430         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2431                                     s->object_size, s->size, gfpflags, node);
2432
2433         return ret;
2434 }
2435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2436
2437 #ifdef CONFIG_TRACING
2438 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2439                                     gfp_t gfpflags,
2440                                     int node, size_t size)
2441 {
2442         void *ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2443
2444         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2445                            size, s->size, gfpflags, node);
2446         return ret;
2447 }
2448 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2449 #endif
2450 #endif
2451
2452 /*
2453  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2454  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2455  *
2456  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2457  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2458  * handling required then we can return immediately.
2459  */
2460 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2461                         void *x, unsigned long addr)
2462 {
2463         void *prior;
2464         void **object = (void *)x;
2465         int was_frozen;
2466         int inuse;
2467         struct page new;
2468         unsigned long counters;
2469         struct kmem_cache_node *n = NULL;
2470         unsigned long uninitialized_var(flags);
2471
2472         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2473
2474         if (kmem_cache_debug(s) &&
2475                 !(n = free_debug_processing(s, page, x, addr, &flags)))
2476                 return;
2477
2478         do {
2479                 prior = page->freelist;
2480                 counters = page->counters;
2481                 set_freepointer(s, object, prior);
2482                 new.counters = counters;
2483                 was_frozen = new.frozen;
2484                 new.inuse--;
2485                 if ((!new.inuse || !prior) && !was_frozen && !n) {
2486
2487                         if (!kmem_cache_debug(s) && !prior)
2488
2489                                 /*
2490                                  * Slab was on no list before and will be partially empty
2491                                  * We can defer the list move and instead freeze it.
2492                                  */
2493                                 new.frozen = 1;
2494
2495                         else { /* Needs to be taken off a list */
2496
2497                                 n = get_node(s, page_to_nid(page));
2498                                 /*
2499                                  * Speculatively acquire the list_lock.
2500                                  * If the cmpxchg does not succeed then we may
2501                                  * drop the list_lock without any processing.
2502                                  *
2503                                  * Otherwise the list_lock will synchronize with
2504                                  * other processors updating the list of slabs.
2505                                  */
2506                                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2507
2508                         }
2509                 }
2510                 inuse = new.inuse;
2511
2512         } while (!cmpxchg_double_slab(s, page,
2513                 prior, counters,
2514                 object, new.counters,
2515                 "__slab_free"));
2516
2517         if (likely(!n)) {
2518
2519                 /*
2520                  * If we just froze the page then put it onto the
2521                  * per cpu partial list.
2522                  */
2523                 if (new.frozen && !was_frozen) {
2524                         put_cpu_partial(s, page, 1);
2525                         stat(s, CPU_PARTIAL_FREE);
2526                 }
2527                 /*
2528                  * The list lock was not taken therefore no list
2529                  * activity can be necessary.
2530                  */
2531                 if (was_frozen)
2532                         stat(s, FREE_FROZEN);
2533                 return;
2534         }
2535
2536         /*
2537          * was_frozen may have been set after we acquired the list_lock in
2538          * an earlier loop. So we need to check it here again.
2539          */
2540         if (was_frozen)
2541                 stat(s, FREE_FROZEN);
2542         else {
2543                 if (unlikely(!inuse && n->nr_partial > s->min_partial))
2544                         goto slab_empty;
2545
2546                 /*
2547                  * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2548                  * then add it.
2549                  */
2550                 if (unlikely(!prior)) {
2551                         remove_full(s, page);
2552                         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_TAIL);
2553                         stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2554                 }
2555         }
2556         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2557         return;
2558
2559 slab_empty:
2560         if (prior) {
2561                 /*
2562                  * Slab on the partial list.
2563                  */
2564                 remove_partial(n, page);
2565                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2566         } else
2567                 /* Slab must be on the full list */
2568                 remove_full(s, page);
2569
2570         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2571         stat(s, FREE_SLAB);
2572         discard_slab(s, page);
2573 }
2574
2575 /*
2576  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2577  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2578  *
2579  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2580  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2581  * the item before.
2582  *
2583  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2584  * with all sorts of special processing.
2585  */
2586 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2587                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2588 {
2589         void **object = (void *)x;
2590         struct kmem_cache_cpu *c;
2591         unsigned long tid;
2592
2593         slab_free_hook(s, x);
2594
2595 redo:
2596         /*
2597          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2598          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2599          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2600          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2601          */
2602         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2603
2604         tid = c->tid;
2605         barrier();
2606
2607         if (likely(page == c->page)) {
2608                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2609
2610                 if (unlikely(!this_cpu_cmpxchg_double(
2611                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2612                                 c->freelist, tid,
2613                                 object, next_tid(tid)))) {
2614
2615                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2616                         goto redo;
2617                 }
2618                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2619         } else
2620                 __slab_free(s, page, x, addr);
2621
2622 }
2623
2624 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2625 {
2626         struct page *page;
2627
2628         page = virt_to_head_page(x);
2629
2630         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2631
2632         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2633 }
2634 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2635
2636 /*
2637  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2638  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2639  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2640  * another.
2641  *
2642  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2643  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2644  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2645  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2646  * locking overhead.
2647  */
2648
2649 /*
2650  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2651  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2652  * and increases the number of allocations possible without having to
2653  * take the list_lock.
2654  */
2655 static int slub_min_order;
2656 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2657 static int slub_min_objects;
2658
2659 /*
2660  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2661  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2662  */
2663 static int slub_nomerge;
2664
2665 /*
2666  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2667  *
2668  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2669  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2670  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2671  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2672  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2673  * would be wasted.
2674  *
2675  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2676  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2677  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2678  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2679  *
2680  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2681  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2682  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2683  * of space in favor of a small page order.
2684  *
2685  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2686  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2687  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2688  * the smallest order which will fit the object.
2689  */
2690 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2691                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2692 {
2693         int order;
2694         int rem;
2695         int min_order = slub_min_order;
2696
2697         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2698                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2699
2700         for (order = max(min_order,
2701                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2702                         order <= max_order; order++) {
2703
2704                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2705
2706                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2707                         continue;
2708
2709                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2710
2711                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2712                         break;
2713
2714         }
2715
2716         return order;
2717 }
2718
2719 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2720 {
2721         int order;
2722         int min_objects;
2723         int fraction;
2724         int max_objects;
2725
2726         /*
2727          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2728          * works by first attempting to generate a layout with
2729          * the best configuration and backing off gradually.
2730          *
2731          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2732          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2733          */
2734         min_objects = slub_min_objects;
2735         if (!min_objects)
2736                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2737         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2738         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2739
2740         while (min_objects > 1) {
2741                 fraction = 16;
2742                 while (fraction >= 4) {
2743                         order = slab_order(size, min_objects,
2744                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2745                         if (order <= slub_max_order)
2746                                 return order;
2747                         fraction /= 2;
2748                 }
2749                 min_objects--;
2750         }
2751
2752         /*
2753          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2754          * lets see if we can place a single object there.
2755          */
2756         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2757         if (order <= slub_max_order)
2758                 return order;
2759
2760         /*
2761          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2762          */
2763         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2764         if (order < MAX_ORDER)
2765                 return order;
2766         return -ENOSYS;
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2771  */
2772 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2773                 unsigned long align, unsigned long size)
2774 {
2775         /*
2776          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2777          * suggestion if the object is sufficiently large.
2778          *
2779          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2780          * alignment though. If that is greater then use it.
2781          */
2782         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2783                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2784                 while (size <= ralign / 2)
2785                         ralign /= 2;
2786                 align = max(align, ralign);
2787         }
2788
2789         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2790                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2791
2792         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2793 }
2794
2795 static void
2796 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
2797 {
2798         n->nr_partial = 0;
2799         spin_lock_init(&n->list_lock);
2800         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2801 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2802         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2803         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2804         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2805 #endif
2806 }
2807
2808 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2809 {
2810         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2811                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2812
2813         /*
2814          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg
2815          * instructions to work; see __pcpu_double_call_return_bool().
2816          */
2817         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu),
2818                                      2 * sizeof(void *));
2819
2820         if (!s->cpu_slab)
2821                 return 0;
2822
2823         init_kmem_cache_cpus(s);
2824
2825         return 1;
2826 }
2827
2828 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2829
2830 /*
2831  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2832  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2833  * possible.
2834  *
2835  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2836  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2837  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2838  */
2839 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2840 {
2841         struct page *page;
2842         struct kmem_cache_node *n;
2843
2844         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2845
2846         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2847
2848         BUG_ON(!page);
2849         if (page_to_nid(page) != node) {
2850                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2851                                 "node %d\n", node);
2852                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2853                                 "in order to be able to continue\n");
2854         }
2855
2856         n = page->freelist;
2857         BUG_ON(!n);
2858         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2859         page->inuse = 1;
2860         page->frozen = 0;
2861         kmem_cache_node->node[node] = n;
2862 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2863         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2864         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2865 #endif
2866         init_kmem_cache_node(n);
2867         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2868
2869         add_partial(n, page, DEACTIVATE_TO_HEAD);
2870 }
2871
2872 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2873 {
2874         int node;
2875
2876         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2877                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2878
2879                 if (n)
2880                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2881
2882                 s->node[node] = NULL;
2883         }
2884 }
2885
2886 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2887 {
2888         int node;
2889
2890         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2891                 struct kmem_cache_node *n;
2892
2893                 if (slab_state == DOWN) {
2894                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2895                         continue;
2896                 }
2897                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2898                                                 GFP_KERNEL, node);
2899
2900                 if (!n) {
2901                         free_kmem_cache_nodes(s);
2902                         return 0;
2903                 }
2904
2905                 s->node[node] = n;
2906                 init_kmem_cache_node(n);
2907         }
2908         return 1;
2909 }
2910
2911 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2912 {
2913         if (min < MIN_PARTIAL)
2914                 min = MIN_PARTIAL;
2915         else if (min > MAX_PARTIAL)
2916                 min = MAX_PARTIAL;
2917         s->min_partial = min;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2922  * a slab object.
2923  */
2924 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2925 {
2926         unsigned long flags = s->flags;
2927         unsigned long size = s->object_size;
2928         unsigned long align = s->align;
2929         int order;
2930
2931         /*
2932          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2933          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2934          * the possible location of the free pointer.
2935          */
2936         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2937
2938 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2939         /*
2940          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2941          * the slab may touch the object after free or before allocation
2942          * then we should never poison the object itself.
2943          */
2944         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2945                         !s->ctor)
2946                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2947         else
2948                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2949
2950
2951         /*
2952          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2953          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2954          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2955          */
2956         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->object_size)
2957                 size += sizeof(void *);
2958 #endif
2959
2960         /*
2961          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2962          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2963          */
2964         s->inuse = size;
2965
2966         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2967                 s->ctor)) {
2968                 /*
2969                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2970                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2971                  * kmem_cache_free.
2972                  *
2973                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2974                  * destructor or are poisoning the objects.
2975                  */
2976                 s->offset = size;
2977                 size += sizeof(void *);
2978         }
2979
2980 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2981         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2982                 /*
2983                  * Need to store information about allocs and frees after
2984                  * the object.
2985                  */
2986                 size += 2 * sizeof(struct track);
2987
2988         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2989                 /*
2990                  * Add some empty padding so that we can catch
2991                  * overwrites from earlier objects rather than let
2992                  * tracking information or the free pointer be
2993                  * corrupted if a user writes before the start
2994                  * of the object.
2995                  */
2996                 size += sizeof(void *);
2997 #endif
2998
2999         /*
3000          * Determine the alignment based on various parameters that the
3001          * user specified and the dynamic determination of cache line size
3002          * on bootup.
3003          */
3004         align = calculate_alignment(flags, align, s->object_size);
3005         s->align = align;
3006
3007         /*
3008          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
3009          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
3010          * each object to conform to the alignment.
3011          */
3012         size = ALIGN(size, align);
3013         s->size = size;
3014         if (forced_order >= 0)
3015                 order = forced_order;
3016         else
3017                 order = calculate_order(size, s->reserved);
3018
3019         if (order < 0)
3020                 return 0;
3021
3022         s->allocflags = 0;
3023         if (order)
3024                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
3025
3026         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3027                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
3028
3029         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3030                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
3031
3032         /*
3033          * Determine the number of objects per slab
3034          */
3035         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
3036         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
3037         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
3038                 s->max = s->oo;
3039
3040         return !!oo_objects(s->oo);
3041
3042 }
3043
3044 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
3045                 const char *name, size_t size,
3046                 size_t align, unsigned long flags,
3047                 void (*ctor)(void *))
3048 {
3049         memset(s, 0, kmem_size);
3050         s->name = name;
3051         s->ctor = ctor;
3052         s->object_size = size;
3053         s->align = align;
3054         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
3055         s->reserved = 0;
3056
3057         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
3058                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
3059
3060         if (!calculate_sizes(s, -1))
3061                 goto error;
3062         if (disable_higher_order_debug) {
3063                 /*
3064                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
3065                  * order increased.
3066                  */
3067                 if (get_order(s->size) > get_order(s->object_size)) {
3068                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
3069                         s->offset = 0;
3070                         if (!calculate_sizes(s, -1))
3071                                 goto error;
3072                 }
3073         }
3074
3075 #if defined(CONFIG_HAVE_CMPXCHG_DOUBLE) && \
3076     defined(CONFIG_HAVE_ALIGNED_STRUCT_PAGE)
3077         if (system_has_cmpxchg_double() && (s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS) == 0)
3078                 /* Enable fast mode */
3079                 s->flags |= __CMPXCHG_DOUBLE;
3080 #endif
3081
3082         /*
3083          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
3084          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
3085          */
3086         set_min_partial(s, ilog2(s->size) / 2);
3087
3088         /*
3089          * cpu_partial determined the maximum number of objects kept in the
3090          * per cpu partial lists of a processor.
3091          *
3092          * Per cpu partial lists mainly contain slabs that just have one
3093          * object freed. If they are used for allocation then they can be
3094          * filled up again with minimal effort. The slab will never hit the
3095          * per node partial lists and therefore no locking will be required.
3096          *
3097          * This setting also determines
3098          *
3099          * A) The number of objects from per cpu partial slabs dumped to the
3100          *    per node list when we reach the limit.
3101          * B) The number of objects in cpu partial slabs to extract from the
3102          *    per node list when we run out of per cpu objects. We only fetch 50%
3103          *    to keep some capacity around for frees.
3104          */
3105         if (kmem_cache_debug(s))
3106                 s->cpu_partial = 0;
3107         else if (s->size >= PAGE_SIZE)
3108                 s->cpu_partial = 2;
3109         else if (s->size >= 1024)
3110                 s->cpu_partial = 6;
3111         else if (s->size >= 256)
3112                 s->cpu_partial = 13;
3113         else
3114                 s->cpu_partial = 30;
3115
3116         s->refcount = 1;
3117 #ifdef CONFIG_NUMA
3118         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
3119 #endif
3120         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
3121                 goto error;
3122
3123         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
3124                 return 1;
3125
3126         free_kmem_cache_nodes(s);
3127 error:
3128         if (flags & SLAB_PANIC)
3129                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
3130                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
3131                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
3132                         s->offset, flags);
3133         return 0;
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Determine the size of a slab object
3138  */
3139 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
3140 {
3141         return s->object_size;
3142 }
3143 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3144
3145 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3146                                                         const char *text)
3147 {
3148 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3149         void *addr = page_address(page);
3150         void *p;
3151         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
3152                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
3153         if (!map)
3154                 return;
3155         slab_err(s, page, "%s", text);
3156         slab_lock(page);
3157
3158         get_map(s, page, map);
3159         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
3160
3161                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
3162                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
3163                                                         p, p - addr);
3164                         print_tracking(s, p);
3165                 }
3166         }
3167         slab_unlock(page);
3168         kfree(map);
3169 #endif
3170 }
3171
3172 /*
3173  * Attempt to free all partial slabs on a node.
3174  * This is called from kmem_cache_close(). We must be the last thread
3175  * using the cache and therefore we do not need to lock anymore.
3176  */
3177 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
3178 {
3179         struct page *page, *h;
3180
3181         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
3182                 if (!page->inuse) {
3183                         remove_partial(n, page);
3184                         discard_slab(s, page);
3185                 } else {
3186                         list_slab_objects(s, page,
3187                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
3188                 }
3189         }
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Release all resources used by a slab cache.
3194  */
3195 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
3196 {
3197         int node;
3198
3199         flush_all(s);
3200         free_percpu(s->cpu_slab);
3201         /* Attempt to free all objects */
3202         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3203                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3204
3205                 free_partial(s, n);
3206                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
3207                         return 1;
3208         }
3209         free_kmem_cache_nodes(s);
3210         return 0;
3211 }
3212
3213 /*
3214  * Close a cache and release the kmem_cache structure
3215  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
3216  */
3217 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
3218 {
3219         mutex_lock(&slab_mutex);
3220         s->refcount--;
3221         if (!s->refcount) {
3222                 list_del(&s->list);
3223                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3224                 if (kmem_cache_close(s)) {
3225                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
3226                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
3227                         dump_stack();
3228                 }
3229                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
3230                         rcu_barrier();
3231                 sysfs_slab_remove(s);
3232         } else
3233                 mutex_unlock(&slab_mutex);
3234 }
3235 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
3236
3237 /********************************************************************
3238  *              Kmalloc subsystem
3239  *******************************************************************/
3240
3241 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3242 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
3243
3244 static struct kmem_cache *kmem_cache;
3245
3246 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3247 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
3248 #endif
3249
3250 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
3251 {
3252         get_option(&str, &slub_min_order);
3253
3254         return 1;
3255 }
3256
3257 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
3258
3259 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
3260 {
3261         get_option(&str, &slub_max_order);
3262         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
3263
3264         return 1;
3265 }
3266
3267 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
3268
3269 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
3270 {
3271         get_option(&str, &slub_min_objects);
3272
3273         return 1;
3274 }
3275
3276 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
3277
3278 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
3279 {
3280         slub_nomerge = 1;
3281         return 1;
3282 }
3283
3284 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
3285
3286 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
3287                                                 int size, unsigned int flags)
3288 {
3289         struct kmem_cache *s;
3290
3291         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3292
3293         /*
3294          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
3295          * single CPU so there's no need to take slab_mutex here.
3296          */
3297         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
3298                                                                 flags, NULL))
3299                 goto panic;
3300
3301         list_add(&s->list, &slab_caches);
3302         return s;
3303
3304 panic:
3305         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
3306         return NULL;
3307 }
3308
3309 /*
3310  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
3311  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
3312  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
3313  * fls.
3314  */
3315 static s8 size_index[24] = {
3316         3,      /* 8 */
3317         4,      /* 16 */
3318         5,      /* 24 */
3319         5,      /* 32 */
3320         6,      /* 40 */
3321         6,      /* 48 */
3322         6,      /* 56 */
3323         6,      /* 64 */
3324         1,      /* 72 */
3325         1,      /* 80 */
3326         1,      /* 88 */
3327         1,      /* 96 */
3328         7,      /* 104 */
3329         7,      /* 112 */
3330         7,      /* 120 */
3331         7,      /* 128 */
3332         2,      /* 136 */
3333         2,      /* 144 */
3334         2,      /* 152 */
3335         2,      /* 160 */
3336         2,      /* 168 */
3337         2,      /* 176 */
3338         2,      /* 184 */
3339         2       /* 192 */
3340 };
3341
3342 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
3343 {
3344         return (bytes - 1) / 8;
3345 }
3346
3347 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
3348 {
3349         int index;
3350
3351         if (size <= 192) {
3352                 if (!size)
3353                         return ZERO_SIZE_PTR;
3354
3355                 index = size_index[size_index_elem(size)];
3356         } else
3357                 index = fls(size - 1);
3358
3359 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3360         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
3361                 return kmalloc_dma_caches[index];
3362
3363 #endif
3364         return kmalloc_caches[index];
3365 }
3366
3367 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3368 {
3369         struct kmem_cache *s;
3370         void *ret;
3371
3372         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3373                 return kmalloc_large(size, flags);
3374
3375         s = get_slab(size, flags);
3376
3377         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3378                 return s;
3379
3380         ret = slab_alloc(s, flags, _RET_IP_);
3381
3382         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
3383
3384         return ret;
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3387
3388 #ifdef CONFIG_NUMA
3389 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3390 {
3391         struct page *page;
3392         void *ptr = NULL;
3393
3394         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
3395         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
3396         if (page)
3397                 ptr = page_address(page);
3398
3399         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
3400         return ptr;
3401 }
3402
3403 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3404 {
3405         struct kmem_cache *s;
3406         void *ret;
3407
3408         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3409                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
3410
3411                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3412                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3413                                    flags, node);
3414
3415                 return ret;
3416         }
3417
3418         s = get_slab(size, flags);
3419
3420         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3421                 return s;
3422
3423         ret = slab_alloc_node(s, flags, node, _RET_IP_);
3424
3425         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
3426
3427         return ret;
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3430 #endif
3431
3432 size_t ksize(const void *object)
3433 {
3434         struct page *page;
3435
3436         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
3437                 return 0;
3438
3439         page = virt_to_head_page(object);
3440
3441         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3442                 WARN_ON(!PageCompound(page));
3443                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
3444         }
3445
3446         return slab_ksize(page->slab);
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(ksize);
3449
3450 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3451 bool verify_mem_not_deleted(const void *x)
3452 {
3453         struct page *page;
3454         void *object = (void *)x;
3455         unsigned long flags;
3456         bool rv;
3457
3458         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3459                 return false;
3460
3461         local_irq_save(flags);
3462
3463         page = virt_to_head_page(x);
3464         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3465                 /* maybe it was from stack? */
3466                 rv = true;
3467                 goto out_unlock;
3468         }
3469
3470         slab_lock(page);
3471         if (on_freelist(page->slab, page, object)) {
3472                 object_err(page->slab, page, object, "Object is on free-list");
3473                 rv = false;
3474         } else {
3475                 rv = true;
3476         }
3477         slab_unlock(page);
3478
3479 out_unlock:
3480         local_irq_restore(flags);
3481         return rv;
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL(verify_mem_not_deleted);
3484 #endif
3485
3486 void kfree(const void *x)
3487 {
3488         struct page *page;
3489         void *object = (void *)x;
3490
3491         trace_kfree(_RET_IP_, x);
3492
3493         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
3494                 return;
3495
3496         page = virt_to_head_page(x);
3497         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
3498                 BUG_ON(!PageCompound(page));
3499                 kmemleak_free(x);
3500                 __free_pages(page, compound_order(page));
3501                 return;
3502         }
3503         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3506
3507 /*
3508  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3509  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3510  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3511  * and thus they can be removed from the partial lists.
3512  *
3513  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3514  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3515  * are freed in them.
3516  */
3517 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3518 {
3519         int node;
3520         int i;
3521         struct kmem_cache_node *n;
3522         struct page *page;
3523         struct page *t;
3524         int objects = oo_objects(s->max);
3525         struct list_head *slabs_by_inuse =
3526                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3527         unsigned long flags;
3528
3529         if (!slabs_by_inuse)
3530                 return -ENOMEM;
3531
3532         flush_all(s);
3533         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3534                 n = get_node(s, node);
3535
3536                 if (!n->nr_partial)
3537                         continue;
3538
3539                 for (i = 0; i < objects; i++)
3540                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3541
3542                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3543
3544                 /*
3545                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3546                  *
3547                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3548                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3549                  */
3550                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3551                         list_move(&page->lru, slabs_by_inuse + page->inuse);
3552                         if (!page->inuse)
3553                                 n->nr_partial--;
3554                 }
3555
3556                 /*
3557                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3558                  * first and the least used slabs at the end.
3559                  */
3560                 for (i = objects - 1; i > 0; i--)
3561                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3562
3563                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3564
3565                 /* Release empty slabs */
3566                 list_for_each_entry_safe(page, t, slabs_by_inuse, lru)
3567                         discard_slab(s, page);
3568         }
3569
3570         kfree(slabs_by_inuse);
3571         return 0;
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3574
3575 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3576 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3577 {
3578         struct kmem_cache *s;
3579
3580         mutex_lock(&slab_mutex);
3581         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3582                 kmem_cache_shrink(s);
3583         mutex_unlock(&slab_mutex);
3584
3585         return 0;
3586 }
3587
3588 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3589 {
3590         struct kmem_cache_node *n;
3591         struct kmem_cache *s;
3592         struct memory_notify *marg = arg;
3593         int offline_node;
3594
3595         offline_node = marg->status_change_nid;
3596
3597         /*
3598          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3599          * for it yet.
3600          */
3601         if (offline_node < 0)
3602                 return;
3603
3604         mutex_lock(&slab_mutex);
3605         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3606                 n = get_node(s, offline_node);
3607                 if (n) {
3608                         /*
3609                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3610                          * that is going down. We were unable to free them,
3611                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3612                          * callback. So, we must fail.
3613                          */
3614                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3615
3616                         s->node[offline_node] = NULL;
3617                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3618                 }
3619         }
3620         mutex_unlock(&slab_mutex);
3621 }
3622
3623 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3624 {
3625         struct kmem_cache_node *n;
3626         struct kmem_cache *s;
3627         struct memory_notify *marg = arg;
3628         int nid = marg->status_change_nid;
3629         int ret = 0;
3630
3631         /*
3632          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3633          * already created. Nothing to do.
3634          */
3635         if (nid < 0)
3636                 return 0;
3637
3638         /*
3639          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3640          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3641          * online.
3642          */
3643         mutex_lock(&slab_mutex);
3644         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3645                 /*
3646                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3647                  *      since memory is not yet available from the node that
3648                  *      is brought up.
3649                  */
3650                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3651                 if (!n) {
3652                         ret = -ENOMEM;
3653                         goto out;
3654                 }
3655                 init_kmem_cache_node(n);
3656                 s->node[nid] = n;
3657         }
3658 out:
3659         mutex_unlock(&slab_mutex);
3660         return ret;
3661 }
3662
3663 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3664                                 unsigned long action, void *arg)
3665 {
3666         int ret = 0;
3667
3668         switch (action) {
3669         case MEM_GOING_ONLINE:
3670                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3671                 break;
3672         case MEM_GOING_OFFLINE:
3673                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3674                 break;
3675         case MEM_OFFLINE:
3676         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3677                 slab_mem_offline_callback(arg);
3678                 break;
3679         case MEM_ONLINE:
3680         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3681                 break;
3682         }
3683         if (ret)
3684                 ret = notifier_from_errno(ret);
3685         else
3686                 ret = NOTIFY_OK;
3687         return ret;
3688 }
3689
3690 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3691
3692 /********************************************************************
3693  *                      Basic setup of slabs
3694  *******************************************************************/
3695
3696 /*
3697  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3698  * the page allocator
3699  */
3700
3701 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3702 {
3703         int node;
3704
3705         list_add(&s->list, &slab_caches);
3706         s->refcount = -1;
3707
3708         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3709                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3710                 struct page *p;
3711
3712                 if (n) {
3713                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3714                                 p->slab = s;
3715
3716 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3717                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3718                                 p->slab = s;
3719 #endif
3720                 }
3721         }
3722 }
3723
3724 void __init kmem_cache_init(void)
3725 {
3726         int i;
3727         int caches = 0;
3728         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3729         int order;
3730         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3731         unsigned long kmalloc_size;
3732
3733         if (debug_guardpage_minorder())
3734                 slub_max_order = 0;
3735
3736         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3737                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3738
3739         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3740         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3741         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3742         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3743
3744         /*
3745          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3746          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3747          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3748          */
3749         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3750
3751         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3752                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3753                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3754
3755         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3756
3757         /* Able to allocate the per node structures */
3758         slab_state = PARTIAL;
3759
3760         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3761         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3762                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3763         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3764         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3765
3766         /*
3767          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3768          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3769          * update any list pointers.
3770          */
3771         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3772
3773         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3774         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3775
3776         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3777
3778         caches++;
3779         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3780         caches++;
3781         /* Free temporary boot structure */
3782         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3783
3784         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3785
3786         /*
3787          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3788          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3789          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3790          *
3791          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3792          * handle the index determination for the smaller caches.
3793          *
3794          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3795          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3796          */
3797         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3798                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3799
3800         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3801                 int elem = size_index_elem(i);
3802                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3803                         break;
3804                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3805         }
3806
3807         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3808                 /*
3809                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3810                  * is 64 byte.
3811                  */
3812                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3813                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3814         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3815                 /*
3816                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3817                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3818                  * instead.
3819                  */
3820                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3821                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3822         }
3823
3824         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3825         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3826                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3827                 caches++;
3828         }
3829
3830         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3831                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3832                 caches++;
3833         }
3834
3835         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3836                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3837                 caches++;
3838         }
3839
3840         slab_state = UP;
3841
3842         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3843         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3844                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3845                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3846         }
3847
3848         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3849                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3850                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3851         }
3852
3853         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3854                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3855
3856                 BUG_ON(!s);
3857                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3858         }
3859
3860 #ifdef CONFIG_SMP
3861         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3862 #endif
3863
3864 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3865         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3866                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3867
3868                 if (s && s->size) {
3869                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3870                                  "dma-kmalloc-%d", s->object_size);
3871
3872                         BUG_ON(!name);
3873                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3874                                 s->object_size, SLAB_CACHE_DMA);
3875                 }
3876         }
3877 #endif
3878         printk(KERN_INFO
3879                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3880                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3881                 caches, cache_line_size(),
3882                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3883                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3884 }
3885
3886 void __init kmem_cache_init_late(void)
3887 {
3888 }
3889
3890 /*
3891  * Find a mergeable slab cache
3892  */
3893 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3894 {
3895         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3896                 return 1;
3897
3898         if (s->ctor)
3899                 return 1;
3900
3901         /*
3902          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3903          */
3904         if (s->refcount < 0)
3905                 return 1;
3906
3907         return 0;
3908 }
3909
3910 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3911                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3912                 void (*ctor)(void *))
3913 {
3914         struct kmem_cache *s;
3915
3916         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3917                 return NULL;
3918
3919         if (ctor)
3920                 return NULL;
3921
3922         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3923         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3924         size = ALIGN(size, align);
3925         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3926
3927         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3928                 if (slab_unmergeable(s))
3929                         continue;
3930
3931                 if (size > s->size)
3932                         continue;
3933
3934                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3935                                 continue;
3936                 /*
3937                  * Check if alignment is compatible.
3938                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3939                  */
3940                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3941                         continue;
3942
3943                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3944                         continue;
3945
3946                 return s;
3947         }
3948         return NULL;
3949 }
3950
3951 struct kmem_cache *__kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3952                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3953 {
3954         struct kmem_cache *s;
3955         char *n;
3956
3957         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3958         if (s) {
3959                 s->refcount++;
3960                 /*
3961                  * Adjust the object sizes so that we clear
3962                  * the complete object on kzalloc.
3963                  */
3964                 s->object_size = max(s->object_size, (int)size);
3965                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3966
3967                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3968                         s->refcount--;
3969                         return NULL;
3970                 }
3971                 return s;
3972         }
3973
3974         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3975         if (!n)
3976                 return NULL;
3977
3978         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3979         if (s) {
3980                 if (kmem_cache_open(s, n,
3981                                 size, align, flags, ctor)) {
3982                         int r;
3983
3984                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3985                         mutex_unlock(&slab_mutex);
3986                         r = sysfs_slab_add(s);
3987                         mutex_lock(&slab_mutex);
3988
3989                         if (!r)
3990                                 return s;
3991
3992                         list_del(&s->list);
3993                         kmem_cache_close(s);
3994                 }
3995                 kfree(s);
3996         }
3997         kfree(n);
3998         return NULL;
3999 }
4000
4001 #ifdef CONFIG_SMP
4002 /*
4003  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
4004  * necessary.
4005  */
4006 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
4007                 unsigned long action, void *hcpu)
4008 {
4009         long cpu = (long)hcpu;
4010         struct kmem_cache *s;
4011         unsigned long flags;
4012
4013         switch (action) {
4014         case CPU_UP_CANCELED:
4015         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
4016         case CPU_DEAD:
4017         case CPU_DEAD_FROZEN:
4018                 mutex_lock(&slab_mutex);
4019                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4020                         local_irq_save(flags);
4021                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
4022                         local_irq_restore(flags);
4023                 }
4024                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4025                 break;
4026         default:
4027                 break;
4028         }
4029         return NOTIFY_OK;
4030 }
4031
4032 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
4033         .notifier_call = slab_cpuup_callback
4034 };
4035
4036 #endif
4037
4038 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
4039 {
4040         struct kmem_cache *s;
4041         void *ret;
4042
4043         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
4044                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
4045
4046         s = get_slab(size, gfpflags);
4047
4048         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4049                 return s;
4050
4051         ret = slab_alloc(s, gfpflags, caller);
4052
4053         /* Honor the call site pointer we received. */
4054         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
4055
4056         return ret;
4057 }
4058
4059 #ifdef CONFIG_NUMA
4060 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
4061                                         int node, unsigned long caller)
4062 {
4063         struct kmem_cache *s;
4064         void *ret;
4065
4066         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
4067                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
4068
4069                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
4070                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
4071                                    gfpflags, node);
4072
4073                 return ret;
4074         }
4075
4076         s = get_slab(size, gfpflags);
4077
4078         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
4079                 return s;
4080
4081         ret = slab_alloc_node(s, gfpflags, node, caller);
4082
4083         /* Honor the call site pointer we received. */
4084         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
4085
4086         return ret;
4087 }
4088 #endif
4089
4090 #ifdef CONFIG_SYSFS
4091 static int count_inuse(struct page *page)
4092 {
4093         return page->inuse;
4094 }
4095
4096 static int count_total(struct page *page)
4097 {
4098         return page->objects;
4099 }
4100 #endif
4101
4102 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4103 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4104                                                 unsigned long *map)
4105 {
4106         void *p;
4107         void *addr = page_address(page);
4108
4109         if (!check_slab(s, page) ||
4110                         !on_freelist(s, page, NULL))
4111                 return 0;
4112
4113         /* Now we know that a valid freelist exists */
4114         bitmap_zero(map, page->objects);
4115
4116         get_map(s, page, map);
4117         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
4118                 if (test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4119                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
4120                                 return 0;
4121         }
4122
4123         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4124                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4125                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
4126                                 return 0;
4127         return 1;
4128 }
4129
4130 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
4131                                                 unsigned long *map)
4132 {
4133         slab_lock(page);
4134         validate_slab(s, page, map);
4135         slab_unlock(page);
4136 }
4137
4138 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
4139                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
4140 {
4141         unsigned long count = 0;
4142         struct page *page;
4143         unsigned long flags;
4144
4145         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4146
4147         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
4148                 validate_slab_slab(s, page, map);
4149                 count++;
4150         }
4151         if (count != n->nr_partial)
4152                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
4153                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
4154
4155         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4156                 goto out;
4157
4158         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
4159                 validate_slab_slab(s, page, map);
4160                 count++;
4161         }
4162         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4163                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
4164                         "counter=%ld\n", s->name, count,
4165                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
4166
4167 out:
4168         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4169         return count;
4170 }
4171
4172 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
4173 {
4174         int node;
4175         unsigned long count = 0;
4176         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4177                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4178
4179         if (!map)
4180                 return -ENOMEM;
4181
4182         flush_all(s);
4183         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4184                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4185
4186                 count += validate_slab_node(s, n, map);
4187         }
4188         kfree(map);
4189         return count;
4190 }
4191 /*
4192  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
4193  * and freed.
4194  */
4195
4196 struct location {
4197         unsigned long count;
4198         unsigned long addr;
4199         long long sum_time;
4200         long min_time;
4201         long max_time;
4202         long min_pid;
4203         long max_pid;
4204         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
4205         nodemask_t nodes;
4206 };
4207
4208 struct loc_track {
4209         unsigned long max;
4210         unsigned long count;
4211         struct location *loc;
4212 };
4213
4214 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
4215 {
4216         if (t->max)
4217                 free_pages((unsigned long)t->loc,
4218                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
4219 }
4220
4221 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
4222 {
4223         struct location *l;
4224         int order;
4225
4226         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
4227
4228         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
4229         if (!l)
4230                 return 0;
4231
4232         if (t->count) {
4233                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
4234                 free_loc_track(t);
4235         }
4236         t->max = max;
4237         t->loc = l;
4238         return 1;
4239 }
4240
4241 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4242                                 const struct track *track)
4243 {
4244         long start, end, pos;
4245         struct location *l;
4246         unsigned long caddr;
4247         unsigned long age = jiffies - track->when;
4248
4249         start = -1;
4250         end = t->count;
4251
4252         for ( ; ; ) {
4253                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
4254
4255                 /*
4256                  * There is nothing at "end". If we end up there
4257                  * we need to add something to before end.
4258                  */
4259                 if (pos == end)
4260                         break;
4261
4262                 caddr = t->loc[pos].addr;
4263                 if (track->addr == caddr) {
4264
4265                         l = &t->loc[pos];
4266                         l->count++;
4267                         if (track->when) {
4268                                 l->sum_time += age;
4269                                 if (age < l->min_time)
4270                                         l->min_time = age;
4271                                 if (age > l->max_time)
4272                                         l->max_time = age;
4273
4274                                 if (track->pid < l->min_pid)
4275                                         l->min_pid = track->pid;
4276                                 if (track->pid > l->max_pid)
4277                                         l->max_pid = track->pid;
4278
4279                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
4280                                                 to_cpumask(l->cpus));
4281                         }
4282                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4283                         return 1;
4284                 }
4285
4286                 if (track->addr < caddr)
4287                         end = pos;
4288                 else
4289                         start = pos;
4290         }
4291
4292         /*
4293          * Not found. Insert new tracking element.
4294          */
4295         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
4296                 return 0;
4297
4298         l = t->loc + pos;
4299         if (pos < t->count)
4300                 memmove(l + 1, l,
4301                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
4302         t->count++;
4303         l->count = 1;
4304         l->addr = track->addr;
4305         l->sum_time = age;
4306         l->min_time = age;
4307         l->max_time = age;
4308         l->min_pid = track->pid;
4309         l->max_pid = track->pid;
4310         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
4311         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
4312         nodes_clear(l->nodes);
4313         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
4314         return 1;
4315 }
4316
4317 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
4318                 struct page *page, enum track_item alloc,
4319                 unsigned long *map)
4320 {
4321         void *addr = page_address(page);
4322         void *p;
4323
4324         bitmap_zero(map, page->objects);
4325         get_map(s, page, map);
4326
4327         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
4328                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
4329                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
4330 }
4331
4332 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
4333                                         enum track_item alloc)
4334 {
4335         int len = 0;
4336         unsigned long i;
4337         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
4338         int node;
4339         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
4340                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4341
4342         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
4343                                      GFP_TEMPORARY)) {
4344                 kfree(map);
4345                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
4346         }
4347         /* Push back cpu slabs */
4348         flush_all(s);
4349
4350         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4351                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4352                 unsigned long flags;
4353                 struct page *page;
4354
4355                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
4356                         continue;
4357
4358                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
4359                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
4360                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4361                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
4362                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
4363                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
4364         }
4365
4366         for (i = 0; i < t.count; i++) {
4367                 struct location *l = &t.loc[i];
4368
4369                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
4370                         break;
4371                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
4372
4373                 if (l->addr)
4374                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
4375                 else
4376                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
4377
4378                 if (l->sum_time != l->min_time) {
4379                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
4380                                 l->min_time,
4381                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
4382                                 l->max_time);
4383                 } else
4384                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
4385                                 l->min_time);
4386
4387                 if (l->min_pid != l->max_pid)
4388                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
4389                                 l->min_pid, l->max_pid);
4390                 else
4391                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
4392                                 l->min_pid);
4393
4394                 if (num_online_cpus() > 1 &&
4395                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
4396                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4397                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
4398                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4399                                                  to_cpumask(l->cpus));
4400                 }
4401
4402                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
4403                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
4404                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
4405                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
4406                                         l->nodes);
4407                 }
4408
4409                 len += sprintf(buf + len, "\n");
4410         }
4411
4412         free_loc_track(&t);
4413         kfree(map);
4414         if (!t.count)
4415                 len += sprintf(buf, "No data\n");
4416         return len;
4417 }
4418 #endif
4419
4420 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
4421 static void resiliency_test(void)
4422 {
4423         u8 *p;
4424
4425         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
4426
4427         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
4428         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
4429         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
4430
4431         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
4432         p[16] = 0x12;
4433         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
4434                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
4435
4436         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
4437
4438         /* Hmmm... The next two are dangerous */
4439         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
4440         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
4441         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
4442                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
4443         printk(KERN_ERR
4444                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4445
4446         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
4447         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
4448         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
4449         *p = 0x56;
4450         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
4451                                                                         p);
4452         printk(KERN_ERR
4453                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
4454         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
4455
4456         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
4457         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
4458         kfree(p);
4459         *p = 0x78;
4460         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
4461         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
4462
4463         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
4464         kfree(p);
4465         p[50] = 0x9a;
4466         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
4467                         p);
4468         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
4469
4470         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
4471         kfree(p);
4472         p[512] = 0xab;
4473         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
4474         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
4475 }
4476 #else
4477 #ifdef CONFIG_SYSFS
4478 static void resiliency_test(void) {};
4479 #endif
4480 #endif
4481
4482 #ifdef CONFIG_SYSFS
4483 enum slab_stat_type {
4484         SL_ALL,                 /* All slabs */
4485         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
4486         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
4487         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4488         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4489 };
4490
4491 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4492 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4493 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4494 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4495 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4496
4497 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4498                             char *buf, unsigned long flags)
4499 {
4500         unsigned long total = 0;
4501         int node;
4502         int x;
4503         unsigned long *nodes;
4504         unsigned long *per_cpu;
4505
4506         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4507         if (!nodes)
4508                 return -ENOMEM;
4509         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4510
4511         if (flags & SO_CPU) {
4512                 int cpu;
4513
4514                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4515                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4516                         int node;
4517                         struct page *page;
4518
4519                         page = ACCESS_ONCE(c->page);
4520                         if (!page)
4521                                 continue;
4522
4523                         node = page_to_nid(page);
4524                         if (flags & SO_TOTAL)
4525                                 x = page->objects;
4526                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4527                                 x = page->inuse;
4528                         else
4529                                 x = 1;
4530
4531                         total += x;
4532                         nodes[node] += x;
4533
4534                         page = ACCESS_ONCE(c->partial);
4535                         if (page) {
4536                                 x = page->pobjects;
4537                                 total += x;
4538                                 nodes[node] += x;
4539                         }
4540
4541                         per_cpu[node]++;
4542                 }
4543         }
4544
4545         lock_memory_hotplug();
4546 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4547         if (flags & SO_ALL) {
4548                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4549                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4550
4551                 if (flags & SO_TOTAL)
4552                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4553                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4554                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4555                                 count_partial(n, count_free);
4556
4557                         else
4558                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4559                         total += x;
4560                         nodes[node] += x;
4561                 }
4562
4563         } else
4564 #endif
4565         if (flags & SO_PARTIAL) {
4566                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4567                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4568
4569                         if (flags & SO_TOTAL)
4570                                 x = count_partial(n, count_total);
4571                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4572                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4573                         else
4574                                 x = n->nr_partial;
4575                         total += x;
4576                         nodes[node] += x;
4577                 }
4578         }
4579         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4580 #ifdef CONFIG_NUMA
4581         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4582                 if (nodes[node])
4583                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4584                                         node, nodes[node]);
4585 #endif
4586         unlock_memory_hotplug();
4587         kfree(nodes);
4588         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4589 }
4590
4591 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4592 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4593 {
4594         int node;
4595
4596         for_each_online_node(node) {
4597                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4598
4599                 if (!n)
4600                         continue;
4601
4602                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4603                         return 1;
4604         }
4605         return 0;
4606 }
4607 #endif
4608
4609 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4610 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj)
4611
4612 struct slab_attribute {
4613         struct attribute attr;
4614         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4615         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4616 };
4617
4618 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4619         static struct slab_attribute _name##_attr = \
4620         __ATTR(_name, 0400, _name##_show, NULL)
4621
4622 #define SLAB_ATTR(_name) \
4623         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4624         __ATTR(_name, 0600, _name##_show, _name##_store)
4625
4626 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4627 {
4628         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4629 }
4630 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4631
4632 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4633 {
4634         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4635 }
4636 SLAB_ATTR_RO(align);
4637
4638 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4639 {
4640         return sprintf(buf, "%d\n", s->object_size);
4641 }
4642 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4643
4644 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4645 {
4646         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4647 }
4648 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4649
4650 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4651                                 const char *buf, size_t length)
4652 {
4653         unsigned long order;
4654         int err;
4655
4656         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4657         if (err)
4658                 return err;
4659
4660         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4661                 return -EINVAL;
4662
4663         calculate_sizes(s, order);
4664         return length;
4665 }
4666
4667 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4668 {
4669         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4670 }
4671 SLAB_ATTR(order);
4672
4673 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4674 {
4675         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4676 }
4677
4678 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4679                                  size_t length)
4680 {
4681         unsigned long min;
4682         int err;
4683
4684         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4685         if (err)
4686                 return err;
4687
4688         set_min_partial(s, min);
4689         return length;
4690 }
4691 SLAB_ATTR(min_partial);
4692
4693 static ssize_t cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4694 {
4695         return sprintf(buf, "%u\n", s->cpu_partial);
4696 }
4697
4698 static ssize_t cpu_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4699                                  size_t length)
4700 {
4701         unsigned long objects;
4702         int err;
4703
4704         err = strict_strtoul(buf, 10, &objects);
4705         if (err)
4706                 return err;
4707         if (objects && kmem_cache_debug(s))
4708                 return -EINVAL;
4709
4710         s->cpu_partial = objects;
4711         flush_all(s);
4712         return length;
4713 }
4714 SLAB_ATTR(cpu_partial);
4715
4716 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4717 {
4718         if (!s->ctor)
4719                 return 0;
4720         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4721 }
4722 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4723
4724 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4725 {
4726         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4727 }
4728 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4729
4730 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4731 {
4732         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4733 }
4734 SLAB_ATTR_RO(partial);
4735
4736 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4737 {
4738         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4739 }
4740 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4741
4742 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4743 {
4744         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4745 }
4746 SLAB_ATTR_RO(objects);
4747
4748 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4749 {
4750         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4751 }
4752 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4753
4754 static ssize_t slabs_cpu_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4755 {
4756         int objects = 0;
4757         int pages = 0;
4758         int cpu;
4759         int len;
4760
4761         for_each_online_cpu(cpu) {
4762                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->partial;
4763
4764                 if (page) {
4765                         pages += page->pages;
4766                         objects += page->pobjects;
4767                 }
4768         }
4769
4770         len = sprintf(buf, "%d(%d)", objects, pages);
4771
4772 #ifdef CONFIG_SMP
4773         for_each_online_cpu(cpu) {
4774                 struct page *page = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu) ->partial;
4775
4776                 if (page && len < PAGE_SIZE - 20)
4777                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%d(%d)", cpu,
4778                                 page->pobjects, page->pages);
4779         }
4780 #endif
4781         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4782 }
4783 SLAB_ATTR_RO(slabs_cpu_partial);
4784
4785 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4786 {
4787         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4788 }
4789
4790 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4791                                 const char *buf, size_t length)
4792 {
4793         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4794         if (buf[0] == '1')
4795                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4796         return length;
4797 }
4798 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4799
4800 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4801 {
4802         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4803 }
4804 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4805
4806 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4807 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4808 {
4809         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4810 }
4811 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4812 #endif
4813
4814 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4815 {
4816         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4817 }
4818 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4819
4820 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4821 {
4822         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4823 }
4824 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4825
4826 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4827 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4828 {
4829         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4830 }
4831 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4832
4833 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4834 {
4835         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4836 }
4837 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4838
4839 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4840 {
4841         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4842 }
4843
4844 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4845                                 const char *buf, size_t length)
4846 {
4847         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4848         if (buf[0] == '1') {
4849                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4850                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4851         }
4852         return length;
4853 }
4854 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4855
4856 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4857 {
4858         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4859 }
4860
4861 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4862                                                         size_t length)
4863 {
4864         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4865         if (buf[0] == '1') {
4866                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4867                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4868         }
4869         return length;
4870 }
4871 SLAB_ATTR(trace);
4872
4873 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4874 {
4875         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4876 }
4877
4878 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4879                                 const char *buf, size_t length)
4880 {
4881         if (any_slab_objects(s))
4882                 return -EBUSY;
4883
4884         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4885         if (buf[0] == '1') {
4886                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4887                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4888         }
4889         calculate_sizes(s, -1);
4890         return length;
4891 }
4892 SLAB_ATTR(red_zone);
4893
4894 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4895 {
4896         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4897 }
4898
4899 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4900                                 const char *buf, size_t length)
4901 {
4902         if (any_slab_objects(s))
4903                 return -EBUSY;
4904
4905         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4906         if (buf[0] == '1') {
4907                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4908                 s->flags |= SLAB_POISON;
4909         }
4910         calculate_sizes(s, -1);
4911         return length;
4912 }
4913 SLAB_ATTR(poison);
4914
4915 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4916 {
4917         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4918 }
4919
4920 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4921                                 const char *buf, size_t length)
4922 {
4923         if (any_slab_objects(s))
4924                 return -EBUSY;
4925
4926         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4927         if (buf[0] == '1') {
4928                 s->flags &= ~__CMPXCHG_DOUBLE;
4929                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4930         }
4931         calculate_sizes(s, -1);
4932         return length;
4933 }
4934 SLAB_ATTR(store_user);
4935
4936 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4937 {
4938         return 0;
4939 }
4940
4941 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4942                         const char *buf, size_t length)
4943 {
4944         int ret = -EINVAL;
4945
4946         if (buf[0] == '1') {
4947                 ret = validate_slab_cache(s);
4948                 if (ret >= 0)
4949                         ret = length;
4950         }
4951         return ret;
4952 }
4953 SLAB_ATTR(validate);
4954
4955 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4956 {
4957         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4958                 return -ENOSYS;
4959         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4960 }
4961 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4962
4963 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4964 {
4965         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4966                 return -ENOSYS;
4967         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4968 }
4969 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4970 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4971
4972 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4973 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4974 {
4975         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4976 }
4977
4978 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4979                                                         size_t length)
4980 {
4981         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4982         if (buf[0] == '1')
4983                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4984         return length;
4985 }
4986 SLAB_ATTR(failslab);
4987 #endif
4988
4989 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4990 {
4991         return 0;
4992 }
4993
4994 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4995                         const char *buf, size_t length)
4996 {
4997         if (buf[0] == '1') {
4998                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4999
5000                 if (rc)
5001                         return rc;
5002         } else
5003                 return -EINVAL;
5004         return length;
5005 }
5006 SLAB_ATTR(shrink);
5007
5008 #ifdef CONFIG_NUMA
5009 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
5010 {
5011         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
5012 }
5013
5014 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
5015                                 const char *buf, size_t length)
5016 {
5017         unsigned long ratio;
5018         int err;
5019
5020         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
5021         if (err)
5022                 return err;
5023
5024         if (ratio <= 100)
5025                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
5026
5027         return length;
5028 }
5029 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
5030 #endif
5031
5032 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5033 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
5034 {
5035         unsigned long sum  = 0;
5036         int cpu;
5037         int len;
5038         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
5039
5040         if (!data)
5041                 return -ENOMEM;
5042
5043         for_each_online_cpu(cpu) {
5044                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
5045
5046                 data[cpu] = x;
5047                 sum += x;
5048         }
5049
5050         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
5051
5052 #ifdef CONFIG_SMP
5053         for_each_online_cpu(cpu) {
5054                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
5055                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
5056         }
5057 #endif
5058         kfree(data);
5059         return len + sprintf(buf + len, "\n");
5060 }
5061
5062 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
5063 {
5064         int cpu;
5065
5066         for_each_online_cpu(cpu)
5067                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
5068 }
5069
5070 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
5071 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
5072 {                                                               \
5073         return show_stat(s, buf, si);                           \
5074 }                                                               \
5075 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
5076                                 const char *buf, size_t length) \
5077 {                                                               \
5078         if (buf[0] != '0')                                      \
5079                 return -EINVAL;                                 \
5080         clear_stat(s, si);                                      \
5081         return length;                                          \
5082 }                                                               \
5083 SLAB_ATTR(text);                                                \
5084
5085 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
5086 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
5087 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
5088 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
5089 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
5090 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
5091 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
5092 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
5093 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
5094 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
5095 STAT_ATTR(ALLOC_NODE_MISMATCH, alloc_node_mismatch);
5096 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
5097 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
5098 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
5099 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
5100 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
5101 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
5102 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
5103 STAT_ATTR(DEACTIVATE_BYPASS, deactivate_bypass);
5104 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
5105 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL, cmpxchg_double_cpu_fail);
5106 STAT_ATTR(CMPXCHG_DOUBLE_FAIL, cmpxchg_double_fail);
5107 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_ALLOC, cpu_partial_alloc);
5108 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_FREE, cpu_partial_free);
5109 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_NODE, cpu_partial_node);
5110 STAT_ATTR(CPU_PARTIAL_DRAIN, cpu_partial_drain);
5111 #endif
5112
5113 static struct attribute *slab_attrs[] = {
5114         &slab_size_attr.attr,
5115         &object_size_attr.attr,
5116         &objs_per_slab_attr.attr,
5117         &order_attr.attr,
5118         &min_partial_attr.attr,
5119         &cpu_partial_attr.attr,
5120         &objects_attr.attr,
5121         &objects_partial_attr.attr,
5122         &partial_attr.attr,
5123         &cpu_slabs_attr.attr,
5124         &ctor_attr.attr,
5125         &aliases_attr.attr,
5126         &align_attr.attr,
5127         &hwcache_align_attr.attr,
5128         &reclaim_account_attr.attr,
5129         &destroy_by_rcu_attr.attr,
5130         &shrink_attr.attr,
5131         &reserved_attr.attr,
5132         &slabs_cpu_partial_attr.attr,
5133 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
5134         &total_objects_attr.attr,
5135         &slabs_attr.attr,
5136         &sanity_checks_attr.attr,
5137         &trace_attr.attr,
5138         &red_zone_attr.attr,
5139         &poison_attr.attr,
5140         &store_user_attr.attr,
5141         &validate_attr.attr,
5142         &alloc_calls_attr.attr,
5143         &free_calls_attr.attr,
5144 #endif
5145 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
5146         &cache_dma_attr.attr,
5147 #endif
5148 #ifdef CONFIG_NUMA
5149         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
5150 #endif
5151 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
5152         &alloc_fastpath_attr.attr,
5153         &alloc_slowpath_attr.attr,
5154         &free_fastpath_attr.attr,
5155         &free_slowpath_attr.attr,
5156         &free_frozen_attr.attr,
5157         &free_add_partial_attr.attr,
5158         &free_remove_partial_attr.attr,
5159         &alloc_from_partial_attr.attr,
5160         &alloc_slab_attr.attr,
5161         &alloc_refill_attr.attr,
5162         &alloc_node_mismatch_attr.attr,
5163         &free_slab_attr.attr,
5164         &cpuslab_flush_attr.attr,
5165         &deactivate_full_attr.attr,
5166         &deactivate_empty_attr.attr,
5167         &deactivate_to_head_attr.attr,
5168         &deactivate_to_tail_attr.attr,
5169         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
5170         &deactivate_bypass_attr.attr,
5171         &order_fallback_attr.attr,
5172         &cmpxchg_double_fail_attr.attr,
5173         &cmpxchg_double_cpu_fail_attr.attr,
5174         &cpu_partial_alloc_attr.attr,
5175         &cpu_partial_free_attr.attr,
5176         &cpu_partial_node_attr.attr,
5177         &cpu_partial_drain_attr.attr,
5178 #endif
5179 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
5180         &failslab_attr.attr,
5181 #endif
5182
5183         NULL
5184 };
5185
5186 static struct attribute_group slab_attr_group = {
5187         .attrs = slab_attrs,
5188 };
5189
5190 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
5191                                 struct attribute *attr,
5192                                 char *buf)
5193 {
5194         struct slab_attribute *attribute;
5195         struct kmem_cache *s;
5196         int err;
5197
5198         attribute = to_slab_attr(attr);
5199         s = to_slab(kobj);
5200
5201         if (!attribute->show)
5202                 return -EIO;
5203
5204         err = attribute->show(s, buf);
5205
5206         return err;
5207 }
5208
5209 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
5210                                 struct attribute *attr,
5211                                 const char *buf, size_t len)
5212 {
5213         struct slab_attribute *attribute;
5214         struct kmem_cache *s;
5215         int err;
5216
5217         attribute = to_slab_attr(attr);
5218         s = to_slab(kobj);
5219
5220         if (!attribute->store)
5221                 return -EIO;
5222
5223         err = attribute->store(s, buf, len);
5224
5225         return err;
5226 }
5227
5228 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
5229 {
5230         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
5231
5232         kfree(s->name);
5233         kfree(s);
5234 }
5235
5236 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
5237         .show = slab_attr_show,
5238         .store = slab_attr_store,
5239 };
5240
5241 static struct kobj_type slab_ktype = {
5242         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
5243         .release = kmem_cache_release
5244 };
5245
5246 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
5247 {
5248         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
5249
5250         if (ktype == &slab_ktype)
5251                 return 1;
5252         return 0;
5253 }
5254
5255 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
5256         .filter = uevent_filter,
5257 };
5258
5259 static struct kset *slab_kset;
5260
5261 #define ID_STR_LENGTH 64
5262
5263 /* Create a unique string id for a slab cache:
5264  *
5265  * Format       :[flags-]size
5266  */
5267 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
5268 {
5269         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
5270         char *p = name;
5271
5272         BUG_ON(!name);
5273
5274         *p++ = ':';
5275         /*
5276          * First flags affecting slabcache operations. We will only
5277          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
5278          * too many flags. The flags here must cover all flags that
5279          * are matched during merging to guarantee that the id is
5280          * unique.
5281          */
5282         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
5283                 *p++ = 'd';
5284         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
5285                 *p++ = 'a';
5286         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
5287                 *p++ = 'F';
5288         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
5289                 *p++ = 't';
5290         if (p != name + 1)
5291                 *p++ = '-';
5292         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
5293         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
5294         return name;
5295 }
5296
5297 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
5298 {
5299         int err;
5300         const char *name;
5301         int unmergeable;
5302
5303         if (slab_state < FULL)
5304                 /* Defer until later */
5305                 return 0;
5306
5307         unmergeable = slab_unmergeable(s);
5308         if (unmergeable) {
5309                 /*
5310                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
5311                  * This is typically the case for debug situations. In that
5312                  * case we can catch duplicate names easily.
5313                  */
5314                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
5315                 name = s->name;
5316         } else {
5317                 /*
5318                  * Create a unique name for the slab as a target
5319                  * for the symlinks.
5320                  */
5321                 name = create_unique_id(s);
5322         }
5323
5324         s->kobj.kset = slab_kset;
5325         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
5326         if (err) {
5327                 kobject_put(&s->kobj);
5328                 return err;
5329         }
5330
5331         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
5332         if (err) {
5333                 kobject_del(&s->kobj);
5334                 kobject_put(&s->kobj);
5335                 return err;
5336         }
5337         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
5338         if (!unmergeable) {
5339                 /* Setup first alias */
5340                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
5341                 kfree(name);
5342         }
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
5347 {
5348         if (slab_state < FULL)
5349                 /*
5350                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
5351                  * cache from sysfs.
5352                  */
5353                 return;
5354
5355         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
5356         kobject_del(&s->kobj);
5357         kobject_put(&s->kobj);
5358 }
5359
5360 /*
5361  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
5362  * available lest we lose that information.
5363  */
5364 struct saved_alias {
5365         struct kmem_cache *s;
5366         const char *name;
5367         struct saved_alias *next;
5368 };
5369
5370 static struct saved_alias *alias_list;
5371
5372 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
5373 {
5374         struct saved_alias *al;
5375
5376         if (slab_state == FULL) {
5377                 /*
5378                  * If we have a leftover link then remove it.
5379                  */
5380                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
5381                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
5382         }
5383
5384         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
5385         if (!al)
5386                 return -ENOMEM;
5387
5388         al->s = s;
5389         al->name = name;
5390         al->next = alias_list;
5391         alias_list = al;
5392         return 0;
5393 }
5394
5395 static int __init slab_sysfs_init(void)
5396 {
5397         struct kmem_cache *s;
5398         int err;
5399
5400         mutex_lock(&slab_mutex);
5401
5402         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
5403         if (!slab_kset) {
5404                 mutex_unlock(&slab_mutex);
5405                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
5406                 return -ENOSYS;
5407         }
5408
5409         slab_state = FULL;
5410
5411         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
5412                 err = sysfs_slab_add(s);
5413                 if (err)
5414                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
5415                                                 " to sysfs\n", s->name);
5416         }
5417
5418         while (alias_list) {
5419                 struct saved_alias *al = alias_list;
5420
5421                 alias_list = alias_list->next;
5422                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
5423                 if (err)
5424                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
5425                                         " %s to sysfs\n", al->name);
5426                 kfree(al);
5427         }
5428
5429         mutex_unlock(&slab_mutex);
5430         resiliency_test();
5431         return 0;
5432 }
5433
5434 __initcall(slab_sysfs_init);
5435 #endif /* CONFIG_SYSFS */
5436
5437 /*
5438  * The /proc/slabinfo ABI
5439  */
5440 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5441 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
5442 {
5443         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
5444         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <object_size> "
5445                  "<objperslab> <pagesperslab>");
5446         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
5447         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
5448         seq_putc(m, '\n');
5449 }
5450
5451 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
5452 {
5453         loff_t n = *pos;
5454
5455         mutex_lock(&slab_mutex);
5456         if (!n)
5457                 print_slabinfo_header(m);
5458
5459         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
5460 }
5461
5462 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
5463 {
5464         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
5465 }
5466
5467 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
5468 {
5469         mutex_unlock(&slab_mutex);
5470 }
5471
5472 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
5473 {
5474         unsigned long nr_partials = 0;
5475         unsigned long nr_slabs = 0;
5476         unsigned long nr_inuse = 0;
5477         unsigned long nr_objs = 0;
5478         unsigned long nr_free = 0;
5479         struct kmem_cache *s;
5480         int node;
5481
5482         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
5483
5484         for_each_online_node(node) {
5485                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
5486
5487                 if (!n)
5488                         continue;
5489
5490                 nr_partials += n->nr_partial;
5491                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
5492                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
5493                 nr_free += count_partial(n, count_free);
5494         }
5495
5496         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
5497
5498         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
5499                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
5500                    (1 << oo_order(s->oo)));
5501         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
5502         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
5503                    0UL);
5504         seq_putc(m, '\n');
5505         return 0;
5506 }
5507
5508 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
5509         .start = s_start,
5510         .next = s_next,
5511         .stop = s_stop,
5512         .show = s_show,
5513 };
5514
5515 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
5516 {
5517         return seq_open(file, &slabinfo_op);
5518 }
5519
5520 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
5521         .open           = slabinfo_open,
5522         .read           = seq_read,
5523         .llseek         = seq_lseek,
5524         .release        = seq_release,
5525 };
5526
5527 static int __init slab_proc_init(void)
5528 {
5529         proc_create("slabinfo", S_IRUSR, NULL, &proc_slabinfo_operations);
5530         return 0;
5531 }
5532 module_init(slab_proc_init);
5533 #endif /* CONFIG_SLABINFO */