OSDN Git Service

drm/radeon/kms: fix backend map typo on juniper
[android-x86/kernel.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 and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has no one operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(const struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void *get_freepointer_safe(struct kmem_cache *s, void *object)
265 {
266         void *p;
267
268 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
269         probe_kernel_read(&p, (void **)(object + s->offset), sizeof(p));
270 #else
271         p = get_freepointer(s, object);
272 #endif
273         return p;
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 /* Scan freelist */
287 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
288         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
297 {
298 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
299         /*
300          * Debugging requires use of the padding between object
301          * and whatever may come after it.
302          */
303         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
304                 return s->objsize;
305
306 #endif
307         /*
308          * If we have the need to store the freelist pointer
309          * back there or track user information then we can
310          * only use the space before that information.
311          */
312         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
313                 return s->inuse;
314         /*
315          * Else we can use all the padding etc for the allocation
316          */
317         return s->size;
318 }
319
320 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
321 {
322         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
323 }
324
325 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
326                 unsigned long size, int reserved)
327 {
328         struct kmem_cache_order_objects x = {
329                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
330         };
331
332         return x;
333 }
334
335 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
336 {
337         return x.x >> OO_SHIFT;
338 }
339
340 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
341 {
342         return x.x & OO_MASK;
343 }
344
345 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
346 /*
347  * Debug settings:
348  */
349 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
350 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
351 #else
352 static int slub_debug;
353 #endif
354
355 static char *slub_debug_slabs;
356 static int disable_higher_order_debug;
357
358 /*
359  * Object debugging
360  */
361 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
362 {
363         int i, offset;
364         int newline = 1;
365         char ascii[17];
366
367         ascii[16] = 0;
368
369         for (i = 0; i < length; i++) {
370                 if (newline) {
371                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
372                         newline = 0;
373                 }
374                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
375                 offset = i % 16;
376                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
377                 if (offset == 15) {
378                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
379                         newline = 1;
380                 }
381         }
382         if (!newline) {
383                 i %= 16;
384                 while (i < 16) {
385                         printk(KERN_CONT "   ");
386                         ascii[i] = ' ';
387                         i++;
388                 }
389                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
390         }
391 }
392
393 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
394         enum track_item alloc)
395 {
396         struct track *p;
397
398         if (s->offset)
399                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
400         else
401                 p = object + s->inuse;
402
403         return p + alloc;
404 }
405
406 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
407                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
408 {
409         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
410
411         if (addr) {
412                 p->addr = addr;
413                 p->cpu = smp_processor_id();
414                 p->pid = current->pid;
415                 p->when = jiffies;
416         } else
417                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
418 }
419
420 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
421 {
422         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
423                 return;
424
425         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
426         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
427 }
428
429 static void print_track(const char *s, struct track *t)
430 {
431         if (!t->addr)
432                 return;
433
434         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
435                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
436 }
437
438 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
439 {
440         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
441                 return;
442
443         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
444         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
445 }
446
447 static void print_page_info(struct page *page)
448 {
449         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
450                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
451
452 }
453
454 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
455 {
456         va_list args;
457         char buf[100];
458
459         va_start(args, fmt);
460         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
461         va_end(args);
462         printk(KERN_ERR "========================================"
463                         "=====================================\n");
464         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
465         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
466                         "-------------------------------------\n\n");
467 }
468
469 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
470 {
471         va_list args;
472         char buf[100];
473
474         va_start(args, fmt);
475         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
476         va_end(args);
477         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
478 }
479
480 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
481 {
482         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
483         u8 *addr = page_address(page);
484
485         print_tracking(s, p);
486
487         print_page_info(page);
488
489         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
490                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
491
492         if (p > addr + 16)
493                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
494
495         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
496
497         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
498                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
499                         s->inuse - s->objsize);
500
501         if (s->offset)
502                 off = s->offset + sizeof(void *);
503         else
504                 off = s->inuse;
505
506         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
507                 off += 2 * sizeof(struct track);
508
509         if (off != s->size)
510                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
511                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
512
513         dump_stack();
514 }
515
516 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
517                         u8 *object, char *reason)
518 {
519         slab_bug(s, "%s", reason);
520         print_trailer(s, page, object);
521 }
522
523 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
524 {
525         va_list args;
526         char buf[100];
527
528         va_start(args, fmt);
529         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
530         va_end(args);
531         slab_bug(s, "%s", buf);
532         print_page_info(page);
533         dump_stack();
534 }
535
536 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
537 {
538         u8 *p = object;
539
540         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
541                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
542                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
543         }
544
545         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
546                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
547 }
548
549 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
550 {
551         while (bytes) {
552                 if (*start != (u8)value)
553                         return start;
554                 start++;
555                 bytes--;
556         }
557         return NULL;
558 }
559
560 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
561                                                 void *from, void *to)
562 {
563         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
564         memset(from, data, to - from);
565 }
566
567 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
568                         u8 *object, char *what,
569                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
570 {
571         u8 *fault;
572         u8 *end;
573
574         fault = check_bytes(start, value, bytes);
575         if (!fault)
576                 return 1;
577
578         end = start + bytes;
579         while (end > fault && end[-1] == value)
580                 end--;
581
582         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
583         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
584                                         fault, end - 1, fault[0], value);
585         print_trailer(s, page, object);
586
587         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
588         return 0;
589 }
590
591 /*
592  * Object layout:
593  *
594  * object address
595  *      Bytes of the object to be managed.
596  *      If the freepointer may overlay the object then the free
597  *      pointer is the first word of the object.
598  *
599  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
600  *      0xa5 (POISON_END)
601  *
602  * object + s->objsize
603  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
604  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
605  *      objsize == inuse.
606  *
607  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
608  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
609  *
610  * object + s->inuse
611  *      Meta data starts here.
612  *
613  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
614  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
615  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
616  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
617  *              before the word boundary.
618  *
619  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
620  *
621  * object + s->size
622  *      Nothing is used beyond s->size.
623  *
624  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
625  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
626  * may be used with merged slabcaches.
627  */
628
629 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
630 {
631         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
632
633         if (s->offset)
634                 /* Freepointer is placed after the object. */
635                 off += sizeof(void *);
636
637         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
638                 /* We also have user information there */
639                 off += 2 * sizeof(struct track);
640
641         if (s->size == off)
642                 return 1;
643
644         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
645                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
646 }
647
648 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
649 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
650 {
651         u8 *start;
652         u8 *fault;
653         u8 *end;
654         int length;
655         int remainder;
656
657         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
658                 return 1;
659
660         start = page_address(page);
661         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
662         end = start + length;
663         remainder = length % s->size;
664         if (!remainder)
665                 return 1;
666
667         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
668         if (!fault)
669                 return 1;
670         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
671                 end--;
672
673         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
674         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
675
676         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
677         return 0;
678 }
679
680 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
681                                         void *object, u8 val)
682 {
683         u8 *p = object;
684         u8 *endobject = object + s->objsize;
685
686         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
687                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
688                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
689                         return 0;
690         } else {
691                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
692                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
693                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
694                 }
695         }
696
697         if (s->flags & SLAB_POISON) {
698                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
699                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
700                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
701                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
702                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
703                         return 0;
704                 /*
705                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
706                  */
707                 check_pad_bytes(s, page, p);
708         }
709
710         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
711                 /*
712                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
713                  * freepointer while object is allocated.
714                  */
715                 return 1;
716
717         /* Check free pointer validity */
718         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
719                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
720                 /*
721                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
722                  * of the free objects in this slab. May cause
723                  * another error because the object count is now wrong.
724                  */
725                 set_freepointer(s, p, NULL);
726                 return 0;
727         }
728         return 1;
729 }
730
731 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
732 {
733         int maxobj;
734
735         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
736
737         if (!PageSlab(page)) {
738                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
739                 return 0;
740         }
741
742         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
743         if (page->objects > maxobj) {
744                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
745                         s->name, page->objects, maxobj);
746                 return 0;
747         }
748         if (page->inuse > page->objects) {
749                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
750                         s->name, page->inuse, page->objects);
751                 return 0;
752         }
753         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
754         slab_pad_check(s, page);
755         return 1;
756 }
757
758 /*
759  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
760  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
761  */
762 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
763 {
764         int nr = 0;
765         void *fp = page->freelist;
766         void *object = NULL;
767         unsigned long max_objects;
768
769         while (fp && nr <= page->objects) {
770                 if (fp == search)
771                         return 1;
772                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
773                         if (object) {
774                                 object_err(s, page, object,
775                                         "Freechain corrupt");
776                                 set_freepointer(s, object, NULL);
777                                 break;
778                         } else {
779                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
780                                 page->freelist = NULL;
781                                 page->inuse = page->objects;
782                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
783                                 return 0;
784                         }
785                         break;
786                 }
787                 object = fp;
788                 fp = get_freepointer(s, object);
789                 nr++;
790         }
791
792         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
793         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
794                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
795
796         if (page->objects != max_objects) {
797                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
798                         "should be %d", page->objects, max_objects);
799                 page->objects = max_objects;
800                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
801         }
802         if (page->inuse != page->objects - nr) {
803                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
804                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
805                 page->inuse = page->objects - nr;
806                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
807         }
808         return search == NULL;
809 }
810
811 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
812                                                                 int alloc)
813 {
814         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
815                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
816                         s->name,
817                         alloc ? "alloc" : "free",
818                         object, page->inuse,
819                         page->freelist);
820
821                 if (!alloc)
822                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
823
824                 dump_stack();
825         }
826 }
827
828 /*
829  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
830  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
831  */
832 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
833 {
834         flags &= gfp_allowed_mask;
835         lockdep_trace_alloc(flags);
836         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
837
838         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
839 }
840
841 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
842 {
843         flags &= gfp_allowed_mask;
844         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
845         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
846 }
847
848 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
849 {
850         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
851
852         /*
853          * Trouble is that we may no longer disable interupts in the fast path
854          * So in order to make the debug calls that expect irqs to be
855          * disabled we need to disable interrupts temporarily.
856          */
857 #if defined(CONFIG_KMEMCHECK) || defined(CONFIG_LOCKDEP)
858         {
859                 unsigned long flags;
860
861                 local_irq_save(flags);
862                 kmemcheck_slab_free(s, x, s->objsize);
863                 debug_check_no_locks_freed(x, s->objsize);
864                 local_irq_restore(flags);
865         }
866 #endif
867         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
868                 debug_check_no_obj_freed(x, s->objsize);
869 }
870
871 /*
872  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
873  */
874 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
875 {
876         spin_lock(&n->list_lock);
877         list_add(&page->lru, &n->full);
878         spin_unlock(&n->list_lock);
879 }
880
881 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
882 {
883         struct kmem_cache_node *n;
884
885         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
886                 return;
887
888         n = get_node(s, page_to_nid(page));
889
890         spin_lock(&n->list_lock);
891         list_del(&page->lru);
892         spin_unlock(&n->list_lock);
893 }
894
895 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
896 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
897 {
898         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
899
900         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
901 }
902
903 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
904 {
905         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
906 }
907
908 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
909 {
910         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
911
912         /*
913          * May be called early in order to allocate a slab for the
914          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
915          * dilemma by deferring the increment of the count during
916          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
917          */
918         if (n) {
919                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
920                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
921         }
922 }
923 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
924 {
925         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
926
927         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
928         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
929 }
930
931 /* Object debug checks for alloc/free paths */
932 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
933                                                                 void *object)
934 {
935         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
936                 return;
937
938         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
939         init_tracking(s, object);
940 }
941
942 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
943                                         void *object, unsigned long addr)
944 {
945         if (!check_slab(s, page))
946                 goto bad;
947
948         if (!on_freelist(s, page, object)) {
949                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
950                 goto bad;
951         }
952
953         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
954                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
955                 goto bad;
956         }
957
958         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
959                 goto bad;
960
961         /* Success perform special debug activities for allocs */
962         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
963                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
964         trace(s, page, object, 1);
965         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
966         return 1;
967
968 bad:
969         if (PageSlab(page)) {
970                 /*
971                  * If this is a slab page then lets do the best we can
972                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
973                  * as used avoids touching the remaining objects.
974                  */
975                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
976                 page->inuse = page->objects;
977                 page->freelist = NULL;
978         }
979         return 0;
980 }
981
982 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
983                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
984 {
985         if (!check_slab(s, page))
986                 goto fail;
987
988         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
989                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
990                 goto fail;
991         }
992
993         if (on_freelist(s, page, object)) {
994                 object_err(s, page, object, "Object already free");
995                 goto fail;
996         }
997
998         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
999                 return 0;
1000
1001         if (unlikely(s != page->slab)) {
1002                 if (!PageSlab(page)) {
1003                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
1004                                 "outside of slab", object);
1005                 } else if (!page->slab) {
1006                         printk(KERN_ERR
1007                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
1008                                                 object);
1009                         dump_stack();
1010                 } else
1011                         object_err(s, page, object,
1012                                         "page slab pointer corrupt.");
1013                 goto fail;
1014         }
1015
1016         /* Special debug activities for freeing objects */
1017         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
1018                 remove_full(s, page);
1019         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1020                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
1021         trace(s, page, object, 0);
1022         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1023         return 1;
1024
1025 fail:
1026         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1031 {
1032         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1033         if (*str++ != '=' || !*str)
1034                 /*
1035                  * No options specified. Switch on full debugging.
1036                  */
1037                 goto out;
1038
1039         if (*str == ',')
1040                 /*
1041                  * No options but restriction on slabs. This means full
1042                  * debugging for slabs matching a pattern.
1043                  */
1044                 goto check_slabs;
1045
1046         if (tolower(*str) == 'o') {
1047                 /*
1048                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1049                  * would increase as a result.
1050                  */
1051                 disable_higher_order_debug = 1;
1052                 goto out;
1053         }
1054
1055         slub_debug = 0;
1056         if (*str == '-')
1057                 /*
1058                  * Switch off all debugging measures.
1059                  */
1060                 goto out;
1061
1062         /*
1063          * Determine which debug features should be switched on
1064          */
1065         for (; *str && *str != ','; str++) {
1066                 switch (tolower(*str)) {
1067                 case 'f':
1068                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1069                         break;
1070                 case 'z':
1071                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1072                         break;
1073                 case 'p':
1074                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1075                         break;
1076                 case 'u':
1077                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1078                         break;
1079                 case 't':
1080                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1081                         break;
1082                 case 'a':
1083                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1084                         break;
1085                 default:
1086                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1087                                 "unknown. skipped\n", *str);
1088                 }
1089         }
1090
1091 check_slabs:
1092         if (*str == ',')
1093                 slub_debug_slabs = str + 1;
1094 out:
1095         return 1;
1096 }
1097
1098 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1099
1100 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1101         unsigned long flags, const char *name,
1102         void (*ctor)(void *))
1103 {
1104         /*
1105          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1106          */
1107         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1108                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1109                 flags |= slub_debug;
1110
1111         return flags;
1112 }
1113 #else
1114 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1115                         struct page *page, void *object) {}
1116
1117 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1118         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1119
1120 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1121         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1122
1123 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1124                         { return 1; }
1125 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1126                         void *object, u8 val) { return 1; }
1127 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1128 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1129         unsigned long flags, const char *name,
1130         void (*ctor)(void *))
1131 {
1132         return flags;
1133 }
1134 #define slub_debug 0
1135
1136 #define disable_higher_order_debug 0
1137
1138 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1139                                                         { return 0; }
1140 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1141                                                         { return 0; }
1142 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1143                                                         int objects) {}
1144 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1145                                                         int objects) {}
1146
1147 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1148                                                         { return 0; }
1149
1150 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1151                 void *object) {}
1152
1153 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1154
1155 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1156
1157 /*
1158  * Slab allocation and freeing
1159  */
1160 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1161                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1162 {
1163         int order = oo_order(oo);
1164
1165         flags |= __GFP_NOTRACK;
1166
1167         if (node == NUMA_NO_NODE)
1168                 return alloc_pages(flags, order);
1169         else
1170                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1171 }
1172
1173 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1174 {
1175         struct page *page;
1176         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1177         gfp_t alloc_gfp;
1178
1179         flags |= s->allocflags;
1180
1181         /*
1182          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1183          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1184          */
1185         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1186
1187         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1188         if (unlikely(!page)) {
1189                 oo = s->min;
1190                 /*
1191                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1192                  * Try a lower order alloc if possible
1193                  */
1194                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1195                 if (!page)
1196                         return NULL;
1197
1198                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1199         }
1200
1201         if (kmemcheck_enabled
1202                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1203                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1204
1205                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1206
1207                 /*
1208                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1209                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1210                  */
1211                 if (s->ctor)
1212                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1213                 else
1214                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1215         }
1216
1217         page->objects = oo_objects(oo);
1218         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1219                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1220                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1221                 1 << oo_order(oo));
1222
1223         return page;
1224 }
1225
1226 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1227                                 void *object)
1228 {
1229         setup_object_debug(s, page, object);
1230         if (unlikely(s->ctor))
1231                 s->ctor(object);
1232 }
1233
1234 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1235 {
1236         struct page *page;
1237         void *start;
1238         void *last;
1239         void *p;
1240
1241         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1242
1243         page = allocate_slab(s,
1244                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1245         if (!page)
1246                 goto out;
1247
1248         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1249         page->slab = s;
1250         page->flags |= 1 << PG_slab;
1251
1252         start = page_address(page);
1253
1254         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1255                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1256
1257         last = start;
1258         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1259                 setup_object(s, page, last);
1260                 set_freepointer(s, last, p);
1261                 last = p;
1262         }
1263         setup_object(s, page, last);
1264         set_freepointer(s, last, NULL);
1265
1266         page->freelist = start;
1267         page->inuse = 0;
1268 out:
1269         return page;
1270 }
1271
1272 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1273 {
1274         int order = compound_order(page);
1275         int pages = 1 << order;
1276
1277         if (kmem_cache_debug(s)) {
1278                 void *p;
1279
1280                 slab_pad_check(s, page);
1281                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1282                                                 page->objects)
1283                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1284         }
1285
1286         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1287
1288         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1289                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1290                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1291                 -pages);
1292
1293         __ClearPageSlab(page);
1294         reset_page_mapcount(page);
1295         if (current->reclaim_state)
1296                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1297         __free_pages(page, order);
1298 }
1299
1300 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1301         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1302
1303 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1304 {
1305         struct page *page;
1306
1307         if (need_reserve_slab_rcu)
1308                 page = virt_to_head_page(h);
1309         else
1310                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1311
1312         __free_slab(page->slab, page);
1313 }
1314
1315 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1316 {
1317         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1318                 struct rcu_head *head;
1319
1320                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1321                         int order = compound_order(page);
1322                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1323
1324                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1325                         head = page_address(page) + offset;
1326                 } else {
1327                         /*
1328                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1329                          */
1330                         head = (void *)&page->lru;
1331                 }
1332
1333                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1334         } else
1335                 __free_slab(s, page);
1336 }
1337
1338 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1339 {
1340         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1341         free_slab(s, page);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Per slab locking using the pagelock
1346  */
1347 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1348 {
1349         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1350 }
1351
1352 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1353 {
1354         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1355 }
1356
1357 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1358 {
1359         int rc = 1;
1360
1361         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1362         return rc;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Management of partially allocated slabs
1367  */
1368 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1369                                 struct page *page, int tail)
1370 {
1371         spin_lock(&n->list_lock);
1372         n->nr_partial++;
1373         if (tail)
1374                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1375         else
1376                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1377         spin_unlock(&n->list_lock);
1378 }
1379
1380 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1381                                         struct page *page)
1382 {
1383         list_del(&page->lru);
1384         n->nr_partial--;
1385 }
1386
1387 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1388 {
1389         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1390
1391         spin_lock(&n->list_lock);
1392         __remove_partial(n, page);
1393         spin_unlock(&n->list_lock);
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Lock slab and remove from the partial list.
1398  *
1399  * Must hold list_lock.
1400  */
1401 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1402                                                         struct page *page)
1403 {
1404         if (slab_trylock(page)) {
1405                 __remove_partial(n, page);
1406                 __SetPageSlubFrozen(page);
1407                 return 1;
1408         }
1409         return 0;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1414  */
1415 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1416 {
1417         struct page *page;
1418
1419         /*
1420          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1421          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1422          * partial slab and there is none available then get_partials()
1423          * will return NULL.
1424          */
1425         if (!n || !n->nr_partial)
1426                 return NULL;
1427
1428         spin_lock(&n->list_lock);
1429         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1430                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1431                         goto out;
1432         page = NULL;
1433 out:
1434         spin_unlock(&n->list_lock);
1435         return page;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1440  */
1441 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1442 {
1443 #ifdef CONFIG_NUMA
1444         struct zonelist *zonelist;
1445         struct zoneref *z;
1446         struct zone *zone;
1447         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1448         struct page *page;
1449
1450         /*
1451          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1452          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1453          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1454          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1455          *
1456          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1457          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1458          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1459          * from other nodes and filled up.
1460          *
1461          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1462          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1463          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1464          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1465          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1466          * with available objects.
1467          */
1468         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1469                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1470                 return NULL;
1471
1472         get_mems_allowed();
1473         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1474         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1475                 struct kmem_cache_node *n;
1476
1477                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1478
1479                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1480                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1481                         page = get_partial_node(n);
1482                         if (page) {
1483                                 put_mems_allowed();
1484                                 return page;
1485                         }
1486                 }
1487         }
1488         put_mems_allowed();
1489 #endif
1490         return NULL;
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Get a partial page, lock it and return it.
1495  */
1496 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1497 {
1498         struct page *page;
1499         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1500
1501         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1502         if (page || node != -1)
1503                 return page;
1504
1505         return get_any_partial(s, flags);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Move a page back to the lists.
1510  *
1511  * Must be called with the slab lock held.
1512  *
1513  * On exit the slab lock will have been dropped.
1514  */
1515 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1516         __releases(bitlock)
1517 {
1518         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1519
1520         __ClearPageSlubFrozen(page);
1521         if (page->inuse) {
1522
1523                 if (page->freelist) {
1524                         add_partial(n, page, tail);
1525                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1526                 } else {
1527                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1528                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1529                                 add_full(n, page);
1530                 }
1531                 slab_unlock(page);
1532         } else {
1533                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1534                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1535                         /*
1536                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1537                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1538                          * to come after the other slabs with objects in
1539                          * so that the others get filled first. That way the
1540                          * size of the partial list stays small.
1541                          *
1542                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1543                          * the partial list.
1544                          */
1545                         add_partial(n, page, 1);
1546                         slab_unlock(page);
1547                 } else {
1548                         slab_unlock(page);
1549                         stat(s, FREE_SLAB);
1550                         discard_slab(s, page);
1551                 }
1552         }
1553 }
1554
1555 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1556 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1557 /*
1558  * Calculate the next globally unique transaction for disambiguiation
1559  * during cmpxchg. The transactions start with the cpu number and are then
1560  * incremented by CONFIG_NR_CPUS.
1561  */
1562 #define TID_STEP  roundup_pow_of_two(CONFIG_NR_CPUS)
1563 #else
1564 /*
1565  * No preemption supported therefore also no need to check for
1566  * different cpus.
1567  */
1568 #define TID_STEP 1
1569 #endif
1570
1571 static inline unsigned long next_tid(unsigned long tid)
1572 {
1573         return tid + TID_STEP;
1574 }
1575
1576 static inline unsigned int tid_to_cpu(unsigned long tid)
1577 {
1578         return tid % TID_STEP;
1579 }
1580
1581 static inline unsigned long tid_to_event(unsigned long tid)
1582 {
1583         return tid / TID_STEP;
1584 }
1585
1586 static inline unsigned int init_tid(int cpu)
1587 {
1588         return cpu;
1589 }
1590
1591 static inline void note_cmpxchg_failure(const char *n,
1592                 const struct kmem_cache *s, unsigned long tid)
1593 {
1594 #ifdef SLUB_DEBUG_CMPXCHG
1595         unsigned long actual_tid = __this_cpu_read(s->cpu_slab->tid);
1596
1597         printk(KERN_INFO "%s %s: cmpxchg redo ", n, s->name);
1598
1599 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1600         if (tid_to_cpu(tid) != tid_to_cpu(actual_tid))
1601                 printk("due to cpu change %d -> %d\n",
1602                         tid_to_cpu(tid), tid_to_cpu(actual_tid));
1603         else
1604 #endif
1605         if (tid_to_event(tid) != tid_to_event(actual_tid))
1606                 printk("due to cpu running other code. Event %ld->%ld\n",
1607                         tid_to_event(tid), tid_to_event(actual_tid));
1608         else
1609                 printk("for unknown reason: actual=%lx was=%lx target=%lx\n",
1610                         actual_tid, tid, next_tid(tid));
1611 #endif
1612         stat(s, CMPXCHG_DOUBLE_CPU_FAIL);
1613 }
1614
1615 #endif
1616
1617 void init_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1618 {
1619 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1620         int cpu;
1621
1622         for_each_possible_cpu(cpu)
1623                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->tid = init_tid(cpu);
1624 #endif
1625
1626 }
1627 /*
1628  * Remove the cpu slab
1629  */
1630 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1631         __releases(bitlock)
1632 {
1633         struct page *page = c->page;
1634         int tail = 1;
1635
1636         if (page->freelist)
1637                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1638         /*
1639          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1640          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1641          * to occur.
1642          */
1643         while (unlikely(c->freelist)) {
1644                 void **object;
1645
1646                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1647
1648                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1649                 object = c->freelist;
1650                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1651
1652                 /* And put onto the regular freelist */
1653                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1654                 page->freelist = object;
1655                 page->inuse--;
1656         }
1657         c->page = NULL;
1658 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1659         c->tid = next_tid(c->tid);
1660 #endif
1661         unfreeze_slab(s, page, tail);
1662 }
1663
1664 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1665 {
1666         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1667         slab_lock(c->page);
1668         deactivate_slab(s, c);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Flush cpu slab.
1673  *
1674  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1675  */
1676 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1677 {
1678         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1679
1680         if (likely(c && c->page))
1681                 flush_slab(s, c);
1682 }
1683
1684 static void flush_cpu_slab(void *d)
1685 {
1686         struct kmem_cache *s = d;
1687
1688         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1689 }
1690
1691 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1692 {
1693         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1698  * locality expectations.
1699  */
1700 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1701 {
1702 #ifdef CONFIG_NUMA
1703         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1704                 return 0;
1705 #endif
1706         return 1;
1707 }
1708
1709 static int count_free(struct page *page)
1710 {
1711         return page->objects - page->inuse;
1712 }
1713
1714 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1715                                         int (*get_count)(struct page *))
1716 {
1717         unsigned long flags;
1718         unsigned long x = 0;
1719         struct page *page;
1720
1721         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1722         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1723                 x += get_count(page);
1724         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1725         return x;
1726 }
1727
1728 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1729 {
1730 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1731         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1732 #else
1733         return 0;
1734 #endif
1735 }
1736
1737 static noinline void
1738 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1739 {
1740         int node;
1741
1742         printk(KERN_WARNING
1743                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1744                 nid, gfpflags);
1745         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1746                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1747                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1748
1749         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1750                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1751                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1752
1753         for_each_online_node(node) {
1754                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1755                 unsigned long nr_slabs;
1756                 unsigned long nr_objs;
1757                 unsigned long nr_free;
1758
1759                 if (!n)
1760                         continue;
1761
1762                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1763                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1764                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1765
1766                 printk(KERN_WARNING
1767                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1768                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1769         }
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1774  * debugging duties.
1775  *
1776  * Interrupts are disabled.
1777  *
1778  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1779  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1780  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1781  *
1782  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1783  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1784  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1785  *
1786  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1787  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1788  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1789  */
1790 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1791                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1792 {
1793         void **object;
1794         struct page *new;
1795 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1796         unsigned long flags;
1797
1798         local_irq_save(flags);
1799 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1800         /*
1801          * We may have been preempted and rescheduled on a different
1802          * cpu before disabling interrupts. Need to reload cpu area
1803          * pointer.
1804          */
1805         c = this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1806 #endif
1807 #endif
1808
1809         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1810         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1811
1812         if (!c->page)
1813                 goto new_slab;
1814
1815         slab_lock(c->page);
1816         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1817                 goto another_slab;
1818
1819         stat(s, ALLOC_REFILL);
1820
1821 load_freelist:
1822         object = c->page->freelist;
1823         if (unlikely(!object))
1824                 goto another_slab;
1825         if (kmem_cache_debug(s))
1826                 goto debug;
1827
1828         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1829         c->page->inuse = c->page->objects;
1830         c->page->freelist = NULL;
1831         c->node = page_to_nid(c->page);
1832 unlock_out:
1833         slab_unlock(c->page);
1834 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1835         c->tid = next_tid(c->tid);
1836         local_irq_restore(flags);
1837 #endif
1838         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1839         return object;
1840
1841 another_slab:
1842         deactivate_slab(s, c);
1843
1844 new_slab:
1845         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1846         if (new) {
1847                 c->page = new;
1848                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1849                 goto load_freelist;
1850         }
1851
1852         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1853         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1854                 local_irq_enable();
1855
1856         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1857
1858         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1859                 local_irq_disable();
1860
1861         if (new) {
1862                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1863                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1864                 if (c->page)
1865                         flush_slab(s, c);
1866                 slab_lock(new);
1867                 __SetPageSlubFrozen(new);
1868                 c->page = new;
1869                 goto load_freelist;
1870         }
1871         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1872                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1873 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1874         local_irq_restore(flags);
1875 #endif
1876         return NULL;
1877 debug:
1878         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1879                 goto another_slab;
1880
1881         c->page->inuse++;
1882         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1883         c->node = NUMA_NO_NODE;
1884         goto unlock_out;
1885 }
1886
1887 /*
1888  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1889  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1890  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1891  *
1892  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1893  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1894  *
1895  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1896  */
1897 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1898                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1899 {
1900         void **object;
1901         struct kmem_cache_cpu *c;
1902 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1903         unsigned long tid;
1904 #else
1905         unsigned long flags;
1906 #endif
1907
1908         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1909                 return NULL;
1910
1911 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1912         local_irq_save(flags);
1913 #else
1914 redo:
1915 #endif
1916
1917         /*
1918          * Must read kmem_cache cpu data via this cpu ptr. Preemption is
1919          * enabled. We may switch back and forth between cpus while
1920          * reading from one cpu area. That does not matter as long
1921          * as we end up on the original cpu again when doing the cmpxchg.
1922          */
1923         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1924
1925 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1926         /*
1927          * The transaction ids are globally unique per cpu and per operation on
1928          * a per cpu queue. Thus they can be guarantee that the cmpxchg_double
1929          * occurs on the right processor and that there was no operation on the
1930          * linked list in between.
1931          */
1932         tid = c->tid;
1933         barrier();
1934 #endif
1935
1936         object = c->freelist;
1937         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1938
1939                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1940
1941         else {
1942 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1943                 /*
1944                  * The cmpxchg will only match if there was no additional
1945                  * operation and if we are on the right processor.
1946                  *
1947                  * The cmpxchg does the following atomically (without lock semantics!)
1948                  * 1. Relocate first pointer to the current per cpu area.
1949                  * 2. Verify that tid and freelist have not been changed
1950                  * 3. If they were not changed replace tid and freelist
1951                  *
1952                  * Since this is without lock semantics the protection is only against
1953                  * code executing on this cpu *not* from access by other cpus.
1954                  */
1955                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
1956                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
1957                                 object, tid,
1958                                 get_freepointer_safe(s, object), next_tid(tid)))) {
1959
1960                         note_cmpxchg_failure("slab_alloc", s, tid);
1961                         goto redo;
1962                 }
1963 #else
1964                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1965 #endif
1966                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1967         }
1968
1969 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
1970         local_irq_restore(flags);
1971 #endif
1972
1973         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1974                 memset(object, 0, s->objsize);
1975
1976         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1977
1978         return object;
1979 }
1980
1981 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1982 {
1983         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1984
1985         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1986
1987         return ret;
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1990
1991 #ifdef CONFIG_TRACING
1992 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1993 {
1994         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1995         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1996         return ret;
1997 }
1998 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1999
2000 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
2001 {
2002         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
2003         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
2004         return ret;
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
2007 #endif
2008
2009 #ifdef CONFIG_NUMA
2010 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
2011 {
2012         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2013
2014         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
2015                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
2016
2017         return ret;
2018 }
2019 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2020
2021 #ifdef CONFIG_TRACING
2022 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
2023                                     gfp_t gfpflags,
2024                                     int node, size_t size)
2025 {
2026         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
2027
2028         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2029                            size, s->size, gfpflags, node);
2030         return ret;
2031 }
2032 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
2033 #endif
2034 #endif
2035
2036 /*
2037  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
2038  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
2039  *
2040  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
2041  * lock and free the item. If there is no additional partial page
2042  * handling required then we can return immediately.
2043  */
2044 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2045                         void *x, unsigned long addr)
2046 {
2047         void *prior;
2048         void **object = (void *)x;
2049 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2050         unsigned long flags;
2051
2052         local_irq_save(flags);
2053 #endif
2054         slab_lock(page);
2055         stat(s, FREE_SLOWPATH);
2056
2057         if (kmem_cache_debug(s))
2058                 goto debug;
2059
2060 checks_ok:
2061         prior = page->freelist;
2062         set_freepointer(s, object, prior);
2063         page->freelist = object;
2064         page->inuse--;
2065
2066         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
2067                 stat(s, FREE_FROZEN);
2068                 goto out_unlock;
2069         }
2070
2071         if (unlikely(!page->inuse))
2072                 goto slab_empty;
2073
2074         /*
2075          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
2076          * then add it.
2077          */
2078         if (unlikely(!prior)) {
2079                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
2080                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
2081         }
2082
2083 out_unlock:
2084         slab_unlock(page);
2085 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2086         local_irq_restore(flags);
2087 #endif
2088         return;
2089
2090 slab_empty:
2091         if (prior) {
2092                 /*
2093                  * Slab still on the partial list.
2094                  */
2095                 remove_partial(s, page);
2096                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
2097         }
2098         slab_unlock(page);
2099 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2100         local_irq_restore(flags);
2101 #endif
2102         stat(s, FREE_SLAB);
2103         discard_slab(s, page);
2104         return;
2105
2106 debug:
2107         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
2108                 goto out_unlock;
2109         goto checks_ok;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
2114  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
2115  *
2116  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
2117  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
2118  * the item before.
2119  *
2120  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
2121  * with all sorts of special processing.
2122  */
2123 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
2124                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
2125 {
2126         void **object = (void *)x;
2127         struct kmem_cache_cpu *c;
2128 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2129         unsigned long tid;
2130 #else
2131         unsigned long flags;
2132 #endif
2133
2134         slab_free_hook(s, x);
2135
2136 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2137         local_irq_save(flags);
2138
2139 #else
2140 redo:
2141 #endif
2142
2143         /*
2144          * Determine the currently cpus per cpu slab.
2145          * The cpu may change afterward. However that does not matter since
2146          * data is retrieved via this pointer. If we are on the same cpu
2147          * during the cmpxchg then the free will succedd.
2148          */
2149         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
2150
2151 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2152         tid = c->tid;
2153         barrier();
2154 #endif
2155
2156         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
2157                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
2158
2159 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2160                 if (unlikely(!irqsafe_cpu_cmpxchg_double(
2161                                 s->cpu_slab->freelist, s->cpu_slab->tid,
2162                                 c->freelist, tid,
2163                                 object, next_tid(tid)))) {
2164
2165                         note_cmpxchg_failure("slab_free", s, tid);
2166                         goto redo;
2167                 }
2168 #else
2169                 c->freelist = object;
2170 #endif
2171                 stat(s, FREE_FASTPATH);
2172         } else
2173                 __slab_free(s, page, x, addr);
2174
2175 #ifndef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2176         local_irq_restore(flags);
2177 #endif
2178 }
2179
2180 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
2181 {
2182         struct page *page;
2183
2184         page = virt_to_head_page(x);
2185
2186         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
2187
2188         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
2189 }
2190 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2191
2192 /*
2193  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
2194  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
2195  * get the required alignment by putting one properly sized object after
2196  * another.
2197  *
2198  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
2199  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
2200  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
2201  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
2202  * locking overhead.
2203  */
2204
2205 /*
2206  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
2207  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
2208  * and increases the number of allocations possible without having to
2209  * take the list_lock.
2210  */
2211 static int slub_min_order;
2212 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2213 static int slub_min_objects;
2214
2215 /*
2216  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2217  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2218  */
2219 static int slub_nomerge;
2220
2221 /*
2222  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2223  *
2224  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2225  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2226  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2227  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2228  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2229  * would be wasted.
2230  *
2231  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2232  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2233  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2234  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2235  *
2236  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2237  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2238  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2239  * of space in favor of a small page order.
2240  *
2241  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2242  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2243  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2244  * the smallest order which will fit the object.
2245  */
2246 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2247                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2248 {
2249         int order;
2250         int rem;
2251         int min_order = slub_min_order;
2252
2253         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2254                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2255
2256         for (order = max(min_order,
2257                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2258                         order <= max_order; order++) {
2259
2260                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2261
2262                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2263                         continue;
2264
2265                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2266
2267                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2268                         break;
2269
2270         }
2271
2272         return order;
2273 }
2274
2275 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2276 {
2277         int order;
2278         int min_objects;
2279         int fraction;
2280         int max_objects;
2281
2282         /*
2283          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2284          * works by first attempting to generate a layout with
2285          * the best configuration and backing off gradually.
2286          *
2287          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2288          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2289          */
2290         min_objects = slub_min_objects;
2291         if (!min_objects)
2292                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2293         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2294         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2295
2296         while (min_objects > 1) {
2297                 fraction = 16;
2298                 while (fraction >= 4) {
2299                         order = slab_order(size, min_objects,
2300                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2301                         if (order <= slub_max_order)
2302                                 return order;
2303                         fraction /= 2;
2304                 }
2305                 min_objects--;
2306         }
2307
2308         /*
2309          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2310          * lets see if we can place a single object there.
2311          */
2312         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2313         if (order <= slub_max_order)
2314                 return order;
2315
2316         /*
2317          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2318          */
2319         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2320         if (order < MAX_ORDER)
2321                 return order;
2322         return -ENOSYS;
2323 }
2324
2325 /*
2326  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2327  */
2328 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2329                 unsigned long align, unsigned long size)
2330 {
2331         /*
2332          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2333          * suggestion if the object is sufficiently large.
2334          *
2335          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2336          * alignment though. If that is greater then use it.
2337          */
2338         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2339                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2340                 while (size <= ralign / 2)
2341                         ralign /= 2;
2342                 align = max(align, ralign);
2343         }
2344
2345         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2346                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2347
2348         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2349 }
2350
2351 static void
2352 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2353 {
2354         n->nr_partial = 0;
2355         spin_lock_init(&n->list_lock);
2356         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2357 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2358         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2359         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2360         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2361 #endif
2362 }
2363
2364 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2365 {
2366         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2367                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2368
2369 #ifdef CONFIG_CMPXCHG_LOCAL
2370         /*
2371          * Must align to double word boundary for the double cmpxchg instructions
2372          * to work.
2373          */
2374         s->cpu_slab = __alloc_percpu(sizeof(struct kmem_cache_cpu), 2 * sizeof(void *));
2375 #else
2376         /* Regular alignment is sufficient */
2377         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2378 #endif
2379
2380         if (!s->cpu_slab)
2381                 return 0;
2382
2383         init_kmem_cache_cpus(s);
2384
2385         return 1;
2386 }
2387
2388 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2389
2390 /*
2391  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2392  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2393  * possible.
2394  *
2395  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2396  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2397  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2398  */
2399 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2400 {
2401         struct page *page;
2402         struct kmem_cache_node *n;
2403         unsigned long flags;
2404
2405         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2406
2407         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2408
2409         BUG_ON(!page);
2410         if (page_to_nid(page) != node) {
2411                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2412                                 "node %d\n", node);
2413                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2414                                 "in order to be able to continue\n");
2415         }
2416
2417         n = page->freelist;
2418         BUG_ON(!n);
2419         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2420         page->inuse++;
2421         kmem_cache_node->node[node] = n;
2422 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2423         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2424         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2425 #endif
2426         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2427         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2428
2429         /*
2430          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2431          * so even though there cannot be a race this early in
2432          * the boot sequence, we still disable irqs.
2433          */
2434         local_irq_save(flags);
2435         add_partial(n, page, 0);
2436         local_irq_restore(flags);
2437 }
2438
2439 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2440 {
2441         int node;
2442
2443         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2444                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2445
2446                 if (n)
2447                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2448
2449                 s->node[node] = NULL;
2450         }
2451 }
2452
2453 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2454 {
2455         int node;
2456
2457         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2458                 struct kmem_cache_node *n;
2459
2460                 if (slab_state == DOWN) {
2461                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2462                         continue;
2463                 }
2464                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2465                                                 GFP_KERNEL, node);
2466
2467                 if (!n) {
2468                         free_kmem_cache_nodes(s);
2469                         return 0;
2470                 }
2471
2472                 s->node[node] = n;
2473                 init_kmem_cache_node(n, s);
2474         }
2475         return 1;
2476 }
2477
2478 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2479 {
2480         if (min < MIN_PARTIAL)
2481                 min = MIN_PARTIAL;
2482         else if (min > MAX_PARTIAL)
2483                 min = MAX_PARTIAL;
2484         s->min_partial = min;
2485 }
2486
2487 /*
2488  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2489  * a slab object.
2490  */
2491 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2492 {
2493         unsigned long flags = s->flags;
2494         unsigned long size = s->objsize;
2495         unsigned long align = s->align;
2496         int order;
2497
2498         /*
2499          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2500          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2501          * the possible location of the free pointer.
2502          */
2503         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2504
2505 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2506         /*
2507          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2508          * the slab may touch the object after free or before allocation
2509          * then we should never poison the object itself.
2510          */
2511         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2512                         !s->ctor)
2513                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2514         else
2515                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2516
2517
2518         /*
2519          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2520          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2521          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2522          */
2523         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2524                 size += sizeof(void *);
2525 #endif
2526
2527         /*
2528          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2529          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2530          */
2531         s->inuse = size;
2532
2533         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2534                 s->ctor)) {
2535                 /*
2536                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2537                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2538                  * kmem_cache_free.
2539                  *
2540                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2541                  * destructor or are poisoning the objects.
2542                  */
2543                 s->offset = size;
2544                 size += sizeof(void *);
2545         }
2546
2547 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2548         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2549                 /*
2550                  * Need to store information about allocs and frees after
2551                  * the object.
2552                  */
2553                 size += 2 * sizeof(struct track);
2554
2555         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2556                 /*
2557                  * Add some empty padding so that we can catch
2558                  * overwrites from earlier objects rather than let
2559                  * tracking information or the free pointer be
2560                  * corrupted if a user writes before the start
2561                  * of the object.
2562                  */
2563                 size += sizeof(void *);
2564 #endif
2565
2566         /*
2567          * Determine the alignment based on various parameters that the
2568          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2569          * on bootup.
2570          */
2571         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2572         s->align = align;
2573
2574         /*
2575          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2576          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2577          * each object to conform to the alignment.
2578          */
2579         size = ALIGN(size, align);
2580         s->size = size;
2581         if (forced_order >= 0)
2582                 order = forced_order;
2583         else
2584                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2585
2586         if (order < 0)
2587                 return 0;
2588
2589         s->allocflags = 0;
2590         if (order)
2591                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2592
2593         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2594                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2595
2596         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2597                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2598
2599         /*
2600          * Determine the number of objects per slab
2601          */
2602         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2603         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2604         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2605                 s->max = s->oo;
2606
2607         return !!oo_objects(s->oo);
2608
2609 }
2610
2611 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2612                 const char *name, size_t size,
2613                 size_t align, unsigned long flags,
2614                 void (*ctor)(void *))
2615 {
2616         memset(s, 0, kmem_size);
2617         s->name = name;
2618         s->ctor = ctor;
2619         s->objsize = size;
2620         s->align = align;
2621         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2622         s->reserved = 0;
2623
2624         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2625                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2626
2627         if (!calculate_sizes(s, -1))
2628                 goto error;
2629         if (disable_higher_order_debug) {
2630                 /*
2631                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2632                  * order increased.
2633                  */
2634                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2635                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2636                         s->offset = 0;
2637                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2638                                 goto error;
2639                 }
2640         }
2641
2642         /*
2643          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2644          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2645          */
2646         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2647         s->refcount = 1;
2648 #ifdef CONFIG_NUMA
2649         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2650 #endif
2651         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2652                 goto error;
2653
2654         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2655                 return 1;
2656
2657         free_kmem_cache_nodes(s);
2658 error:
2659         if (flags & SLAB_PANIC)
2660                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2661                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2662                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2663                         s->offset, flags);
2664         return 0;
2665 }
2666
2667 /*
2668  * Determine the size of a slab object
2669  */
2670 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2671 {
2672         return s->objsize;
2673 }
2674 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2675
2676 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2677                                                         const char *text)
2678 {
2679 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2680         void *addr = page_address(page);
2681         void *p;
2682         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2683                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2684         if (!map)
2685                 return;
2686         slab_err(s, page, "%s", text);
2687         slab_lock(page);
2688         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2689                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2690
2691         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2692
2693                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2694                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2695                                                         p, p - addr);
2696                         print_tracking(s, p);
2697                 }
2698         }
2699         slab_unlock(page);
2700         kfree(map);
2701 #endif
2702 }
2703
2704 /*
2705  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2706  */
2707 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2708 {
2709         unsigned long flags;
2710         struct page *page, *h;
2711
2712         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2713         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2714                 if (!page->inuse) {
2715                         __remove_partial(n, page);
2716                         discard_slab(s, page);
2717                 } else {
2718                         list_slab_objects(s, page,
2719                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2720                 }
2721         }
2722         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Release all resources used by a slab cache.
2727  */
2728 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2729 {
2730         int node;
2731
2732         flush_all(s);
2733         free_percpu(s->cpu_slab);
2734         /* Attempt to free all objects */
2735         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2736                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2737
2738                 free_partial(s, n);
2739                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2740                         return 1;
2741         }
2742         free_kmem_cache_nodes(s);
2743         return 0;
2744 }
2745
2746 /*
2747  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2748  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2749  */
2750 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2751 {
2752         down_write(&slub_lock);
2753         s->refcount--;
2754         if (!s->refcount) {
2755                 list_del(&s->list);
2756                 if (kmem_cache_close(s)) {
2757                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2758                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2759                         dump_stack();
2760                 }
2761                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2762                         rcu_barrier();
2763                 sysfs_slab_remove(s);
2764         }
2765         up_write(&slub_lock);
2766 }
2767 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2768
2769 /********************************************************************
2770  *              Kmalloc subsystem
2771  *******************************************************************/
2772
2773 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2774 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2775
2776 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2777
2778 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2779 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2780 #endif
2781
2782 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2783 {
2784         get_option(&str, &slub_min_order);
2785
2786         return 1;
2787 }
2788
2789 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2790
2791 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2792 {
2793         get_option(&str, &slub_max_order);
2794         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2795
2796         return 1;
2797 }
2798
2799 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2800
2801 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2802 {
2803         get_option(&str, &slub_min_objects);
2804
2805         return 1;
2806 }
2807
2808 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2809
2810 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2811 {
2812         slub_nomerge = 1;
2813         return 1;
2814 }
2815
2816 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2817
2818 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2819                                                 int size, unsigned int flags)
2820 {
2821         struct kmem_cache *s;
2822
2823         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2824
2825         /*
2826          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2827          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2828          */
2829         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2830                                                                 flags, NULL))
2831                 goto panic;
2832
2833         list_add(&s->list, &slab_caches);
2834         return s;
2835
2836 panic:
2837         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2838         return NULL;
2839 }
2840
2841 /*
2842  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2843  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2844  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2845  * fls.
2846  */
2847 static s8 size_index[24] = {
2848         3,      /* 8 */
2849         4,      /* 16 */
2850         5,      /* 24 */
2851         5,      /* 32 */
2852         6,      /* 40 */
2853         6,      /* 48 */
2854         6,      /* 56 */
2855         6,      /* 64 */
2856         1,      /* 72 */
2857         1,      /* 80 */
2858         1,      /* 88 */
2859         1,      /* 96 */
2860         7,      /* 104 */
2861         7,      /* 112 */
2862         7,      /* 120 */
2863         7,      /* 128 */
2864         2,      /* 136 */
2865         2,      /* 144 */
2866         2,      /* 152 */
2867         2,      /* 160 */
2868         2,      /* 168 */
2869         2,      /* 176 */
2870         2,      /* 184 */
2871         2       /* 192 */
2872 };
2873
2874 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2875 {
2876         return (bytes - 1) / 8;
2877 }
2878
2879 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2880 {
2881         int index;
2882
2883         if (size <= 192) {
2884                 if (!size)
2885                         return ZERO_SIZE_PTR;
2886
2887                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2888         } else
2889                 index = fls(size - 1);
2890
2891 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2892         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2893                 return kmalloc_dma_caches[index];
2894
2895 #endif
2896         return kmalloc_caches[index];
2897 }
2898
2899 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2900 {
2901         struct kmem_cache *s;
2902         void *ret;
2903
2904         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2905                 return kmalloc_large(size, flags);
2906
2907         s = get_slab(size, flags);
2908
2909         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2910                 return s;
2911
2912         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2913
2914         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2915
2916         return ret;
2917 }
2918 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2919
2920 #ifdef CONFIG_NUMA
2921 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2922 {
2923         struct page *page;
2924         void *ptr = NULL;
2925
2926         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2927         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2928         if (page)
2929                 ptr = page_address(page);
2930
2931         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2932         return ptr;
2933 }
2934
2935 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2936 {
2937         struct kmem_cache *s;
2938         void *ret;
2939
2940         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2941                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2942
2943                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2944                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2945                                    flags, node);
2946
2947                 return ret;
2948         }
2949
2950         s = get_slab(size, flags);
2951
2952         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2953                 return s;
2954
2955         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2956
2957         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2958
2959         return ret;
2960 }
2961 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2962 #endif
2963
2964 size_t ksize(const void *object)
2965 {
2966         struct page *page;
2967
2968         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2969                 return 0;
2970
2971         page = virt_to_head_page(object);
2972
2973         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2974                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2975                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2976         }
2977
2978         return slab_ksize(page->slab);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2981
2982 void kfree(const void *x)
2983 {
2984         struct page *page;
2985         void *object = (void *)x;
2986
2987         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2988
2989         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2990                 return;
2991
2992         page = virt_to_head_page(x);
2993         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2994                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2995                 kmemleak_free(x);
2996                 put_page(page);
2997                 return;
2998         }
2999         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
3000 }
3001 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3002
3003 /*
3004  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
3005  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
3006  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
3007  * and thus they can be removed from the partial lists.
3008  *
3009  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
3010  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
3011  * are freed in them.
3012  */
3013 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
3014 {
3015         int node;
3016         int i;
3017         struct kmem_cache_node *n;
3018         struct page *page;
3019         struct page *t;
3020         int objects = oo_objects(s->max);
3021         struct list_head *slabs_by_inuse =
3022                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3023         unsigned long flags;
3024
3025         if (!slabs_by_inuse)
3026                 return -ENOMEM;
3027
3028         flush_all(s);
3029         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3030                 n = get_node(s, node);
3031
3032                 if (!n->nr_partial)
3033                         continue;
3034
3035                 for (i = 0; i < objects; i++)
3036                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3037
3038                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3039
3040                 /*
3041                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3042                  *
3043                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3044                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3045                  */
3046                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3047                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3048                                 /*
3049                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3050                                  * may have freed the last object and be
3051                                  * waiting to release the slab.
3052                                  */
3053                                 __remove_partial(n, page);
3054                                 slab_unlock(page);
3055                                 discard_slab(s, page);
3056                         } else {
3057                                 list_move(&page->lru,
3058                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3059                         }
3060                 }
3061
3062                 /*
3063                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3064                  * first and the least used slabs at the end.
3065                  */
3066                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3067                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3068
3069                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3070         }
3071
3072         kfree(slabs_by_inuse);
3073         return 0;
3074 }
3075 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3076
3077 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3078 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3079 {
3080         struct kmem_cache *s;
3081
3082         down_read(&slub_lock);
3083         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3084                 kmem_cache_shrink(s);
3085         up_read(&slub_lock);
3086
3087         return 0;
3088 }
3089
3090 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3091 {
3092         struct kmem_cache_node *n;
3093         struct kmem_cache *s;
3094         struct memory_notify *marg = arg;
3095         int offline_node;
3096
3097         offline_node = marg->status_change_nid;
3098
3099         /*
3100          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3101          * for it yet.
3102          */
3103         if (offline_node < 0)
3104                 return;
3105
3106         down_read(&slub_lock);
3107         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3108                 n = get_node(s, offline_node);
3109                 if (n) {
3110                         /*
3111                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3112                          * that is going down. We were unable to free them,
3113                          * and offline_pages() function shouldn't call this
3114                          * callback. So, we must fail.
3115                          */
3116                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3117
3118                         s->node[offline_node] = NULL;
3119                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
3120                 }
3121         }
3122         up_read(&slub_lock);
3123 }
3124
3125 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3126 {
3127         struct kmem_cache_node *n;
3128         struct kmem_cache *s;
3129         struct memory_notify *marg = arg;
3130         int nid = marg->status_change_nid;
3131         int ret = 0;
3132
3133         /*
3134          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3135          * already created. Nothing to do.
3136          */
3137         if (nid < 0)
3138                 return 0;
3139
3140         /*
3141          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3142          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3143          * online.
3144          */
3145         down_read(&slub_lock);
3146         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3147                 /*
3148                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3149                  *      since memory is not yet available from the node that
3150                  *      is brought up.
3151                  */
3152                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
3153                 if (!n) {
3154                         ret = -ENOMEM;
3155                         goto out;
3156                 }
3157                 init_kmem_cache_node(n, s);
3158                 s->node[nid] = n;
3159         }
3160 out:
3161         up_read(&slub_lock);
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3166                                 unsigned long action, void *arg)
3167 {
3168         int ret = 0;
3169
3170         switch (action) {
3171         case MEM_GOING_ONLINE:
3172                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3173                 break;
3174         case MEM_GOING_OFFLINE:
3175                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3176                 break;
3177         case MEM_OFFLINE:
3178         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3179                 slab_mem_offline_callback(arg);
3180                 break;
3181         case MEM_ONLINE:
3182         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3183                 break;
3184         }
3185         if (ret)
3186                 ret = notifier_from_errno(ret);
3187         else
3188                 ret = NOTIFY_OK;
3189         return ret;
3190 }
3191
3192 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3193
3194 /********************************************************************
3195  *                      Basic setup of slabs
3196  *******************************************************************/
3197
3198 /*
3199  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
3200  * the page allocator
3201  */
3202
3203 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
3204 {
3205         int node;
3206
3207         list_add(&s->list, &slab_caches);
3208         s->refcount = -1;
3209
3210         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3211                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3212                 struct page *p;
3213
3214                 if (n) {
3215                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
3216                                 p->slab = s;
3217
3218 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
3219                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
3220                                 p->slab = s;
3221 #endif
3222                 }
3223         }
3224 }
3225
3226 void __init kmem_cache_init(void)
3227 {
3228         int i;
3229         int caches = 0;
3230         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3231         int order;
3232         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3233         unsigned long kmalloc_size;
3234
3235         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3236                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3237
3238         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3239         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3240         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3241         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3242
3243         /*
3244          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3245          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3246          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3247          */
3248         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3249
3250         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3251                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3252                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3253
3254         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3255
3256         /* Able to allocate the per node structures */
3257         slab_state = PARTIAL;
3258
3259         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3260         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3261                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3262         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3263         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3264
3265         /*
3266          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3267          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3268          * update any list pointers.
3269          */
3270         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3271
3272         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3273         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3274
3275         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3276
3277         caches++;
3278         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3279         caches++;
3280         /* Free temporary boot structure */
3281         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3282
3283         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3284
3285         /*
3286          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3287          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3288          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3289          *
3290          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3291          * handle the index determination for the smaller caches.
3292          *
3293          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3294          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3295          */
3296         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3297                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3298
3299         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3300                 int elem = size_index_elem(i);
3301                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3302                         break;
3303                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3304         }
3305
3306         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3307                 /*
3308                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3309                  * is 64 byte.
3310                  */
3311                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3312                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3313         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3314                 /*
3315                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3316                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3317                  * instead.
3318                  */
3319                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3320                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3321         }
3322
3323         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3324         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3325                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3326                 caches++;
3327         }
3328
3329         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3330                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3331                 caches++;
3332         }
3333
3334         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3335                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3336                 caches++;
3337         }
3338
3339         slab_state = UP;
3340
3341         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3342         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3343                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3344                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3345         }
3346
3347         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3348                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3349                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3350         }
3351
3352         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3353                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3354
3355                 BUG_ON(!s);
3356                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3357         }
3358
3359 #ifdef CONFIG_SMP
3360         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3361 #endif
3362
3363 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3364         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3365                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3366
3367                 if (s && s->size) {
3368                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3369                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3370
3371                         BUG_ON(!name);
3372                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3373                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3374                 }
3375         }
3376 #endif
3377         printk(KERN_INFO
3378                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3379                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3380                 caches, cache_line_size(),
3381                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3382                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3383 }
3384
3385 void __init kmem_cache_init_late(void)
3386 {
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Find a mergeable slab cache
3391  */
3392 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3393 {
3394         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3395                 return 1;
3396
3397         if (s->ctor)
3398                 return 1;
3399
3400         /*
3401          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3402          */
3403         if (s->refcount < 0)
3404                 return 1;
3405
3406         return 0;
3407 }
3408
3409 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3410                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3411                 void (*ctor)(void *))
3412 {
3413         struct kmem_cache *s;
3414
3415         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3416                 return NULL;
3417
3418         if (ctor)
3419                 return NULL;
3420
3421         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3422         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3423         size = ALIGN(size, align);
3424         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3425
3426         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3427                 if (slab_unmergeable(s))
3428                         continue;
3429
3430                 if (size > s->size)
3431                         continue;
3432
3433                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3434                                 continue;
3435                 /*
3436                  * Check if alignment is compatible.
3437                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3438                  */
3439                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3440                         continue;
3441
3442                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3443                         continue;
3444
3445                 return s;
3446         }
3447         return NULL;
3448 }
3449
3450 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3451                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3452 {
3453         struct kmem_cache *s;
3454         char *n;
3455
3456         if (WARN_ON(!name))
3457                 return NULL;
3458
3459         down_write(&slub_lock);
3460         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3461         if (s) {
3462                 s->refcount++;
3463                 /*
3464                  * Adjust the object sizes so that we clear
3465                  * the complete object on kzalloc.
3466                  */
3467                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3468                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3469
3470                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3471                         s->refcount--;
3472                         goto err;
3473                 }
3474                 up_write(&slub_lock);
3475                 return s;
3476         }
3477
3478         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3479         if (!n)
3480                 goto err;
3481
3482         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3483         if (s) {
3484                 if (kmem_cache_open(s, n,
3485                                 size, align, flags, ctor)) {
3486                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3487                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3488                                 list_del(&s->list);
3489                                 kfree(n);
3490                                 kfree(s);
3491                                 goto err;
3492                         }
3493                         up_write(&slub_lock);
3494                         return s;
3495                 }
3496                 kfree(n);
3497                 kfree(s);
3498         }
3499 err:
3500         up_write(&slub_lock);
3501
3502         if (flags & SLAB_PANIC)
3503                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3504         else
3505                 s = NULL;
3506         return s;
3507 }
3508 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3509
3510 #ifdef CONFIG_SMP
3511 /*
3512  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3513  * necessary.
3514  */
3515 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3516                 unsigned long action, void *hcpu)
3517 {
3518         long cpu = (long)hcpu;
3519         struct kmem_cache *s;
3520         unsigned long flags;
3521
3522         switch (action) {
3523         case CPU_UP_CANCELED:
3524         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3525         case CPU_DEAD:
3526         case CPU_DEAD_FROZEN:
3527                 down_read(&slub_lock);
3528                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3529                         local_irq_save(flags);
3530                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3531                         local_irq_restore(flags);
3532                 }
3533                 up_read(&slub_lock);
3534                 break;
3535         default:
3536                 break;
3537         }
3538         return NOTIFY_OK;
3539 }
3540
3541 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3542         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3543 };
3544
3545 #endif
3546
3547 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3548 {
3549         struct kmem_cache *s;
3550         void *ret;
3551
3552         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3553                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3554
3555         s = get_slab(size, gfpflags);
3556
3557         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3558                 return s;
3559
3560         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3561
3562         /* Honor the call site pointer we received. */
3563         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3564
3565         return ret;
3566 }
3567
3568 #ifdef CONFIG_NUMA
3569 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3570                                         int node, unsigned long caller)
3571 {
3572         struct kmem_cache *s;
3573         void *ret;
3574
3575         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3576                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3577
3578                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3579                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3580                                    gfpflags, node);
3581
3582                 return ret;
3583         }
3584
3585         s = get_slab(size, gfpflags);
3586
3587         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3588                 return s;
3589
3590         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3591
3592         /* Honor the call site pointer we received. */
3593         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3594
3595         return ret;
3596 }
3597 #endif
3598
3599 #ifdef CONFIG_SYSFS
3600 static int count_inuse(struct page *page)
3601 {
3602         return page->inuse;
3603 }
3604
3605 static int count_total(struct page *page)
3606 {
3607         return page->objects;
3608 }
3609 #endif
3610
3611 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3612 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3613                                                 unsigned long *map)
3614 {
3615         void *p;
3616         void *addr = page_address(page);
3617
3618         if (!check_slab(s, page) ||
3619                         !on_freelist(s, page, NULL))
3620                 return 0;
3621
3622         /* Now we know that a valid freelist exists */
3623         bitmap_zero(map, page->objects);
3624
3625         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3626                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3627                 if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3628                         return 0;
3629         }
3630
3631         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3632                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3633                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3634                                 return 0;
3635         return 1;
3636 }
3637
3638 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3639                                                 unsigned long *map)
3640 {
3641         if (slab_trylock(page)) {
3642                 validate_slab(s, page, map);
3643                 slab_unlock(page);
3644         } else
3645                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3646                         s->name, page);
3647 }
3648
3649 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3650                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3651 {
3652         unsigned long count = 0;
3653         struct page *page;
3654         unsigned long flags;
3655
3656         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3657
3658         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3659                 validate_slab_slab(s, page, map);
3660                 count++;
3661         }
3662         if (count != n->nr_partial)
3663                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3664                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3665
3666         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3667                 goto out;
3668
3669         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3670                 validate_slab_slab(s, page, map);
3671                 count++;
3672         }
3673         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3674                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3675                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3676                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3677
3678 out:
3679         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3680         return count;
3681 }
3682
3683 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3684 {
3685         int node;
3686         unsigned long count = 0;
3687         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3688                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3689
3690         if (!map)
3691                 return -ENOMEM;
3692
3693         flush_all(s);
3694         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3695                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3696
3697                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3698         }
3699         kfree(map);
3700         return count;
3701 }
3702 /*
3703  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3704  * and freed.
3705  */
3706
3707 struct location {
3708         unsigned long count;
3709         unsigned long addr;
3710         long long sum_time;
3711         long min_time;
3712         long max_time;
3713         long min_pid;
3714         long max_pid;
3715         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3716         nodemask_t nodes;
3717 };
3718
3719 struct loc_track {
3720         unsigned long max;
3721         unsigned long count;
3722         struct location *loc;
3723 };
3724
3725 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3726 {
3727         if (t->max)
3728                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3729                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3730 }
3731
3732 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3733 {
3734         struct location *l;
3735         int order;
3736
3737         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3738
3739         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3740         if (!l)
3741                 return 0;
3742
3743         if (t->count) {
3744                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3745                 free_loc_track(t);
3746         }
3747         t->max = max;
3748         t->loc = l;
3749         return 1;
3750 }
3751
3752 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3753                                 const struct track *track)
3754 {
3755         long start, end, pos;
3756         struct location *l;
3757         unsigned long caddr;
3758         unsigned long age = jiffies - track->when;
3759
3760         start = -1;
3761         end = t->count;
3762
3763         for ( ; ; ) {
3764                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3765
3766                 /*
3767                  * There is nothing at "end". If we end up there
3768                  * we need to add something to before end.
3769                  */
3770                 if (pos == end)
3771                         break;
3772
3773                 caddr = t->loc[pos].addr;
3774                 if (track->addr == caddr) {
3775
3776                         l = &t->loc[pos];
3777                         l->count++;
3778                         if (track->when) {
3779                                 l->sum_time += age;
3780                                 if (age < l->min_time)
3781                                         l->min_time = age;
3782                                 if (age > l->max_time)
3783                                         l->max_time = age;
3784
3785                                 if (track->pid < l->min_pid)
3786                                         l->min_pid = track->pid;
3787                                 if (track->pid > l->max_pid)
3788                                         l->max_pid = track->pid;
3789
3790                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3791                                                 to_cpumask(l->cpus));
3792                         }
3793                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3794                         return 1;
3795                 }
3796
3797                 if (track->addr < caddr)
3798                         end = pos;
3799                 else
3800                         start = pos;
3801         }
3802
3803         /*
3804          * Not found. Insert new tracking element.
3805          */
3806         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3807                 return 0;
3808
3809         l = t->loc + pos;
3810         if (pos < t->count)
3811                 memmove(l + 1, l,
3812                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3813         t->count++;
3814         l->count = 1;
3815         l->addr = track->addr;
3816         l->sum_time = age;
3817         l->min_time = age;
3818         l->max_time = age;
3819         l->min_pid = track->pid;
3820         l->max_pid = track->pid;
3821         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3822         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3823         nodes_clear(l->nodes);
3824         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3825         return 1;
3826 }
3827
3828 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3829                 struct page *page, enum track_item alloc,
3830                 unsigned long *map)
3831 {
3832         void *addr = page_address(page);
3833         void *p;
3834
3835         bitmap_zero(map, page->objects);
3836         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3837                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3838
3839         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3840                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3841                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3842 }
3843
3844 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3845                                         enum track_item alloc)
3846 {
3847         int len = 0;
3848         unsigned long i;
3849         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3850         int node;
3851         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3852                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3853
3854         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3855                                      GFP_TEMPORARY)) {
3856                 kfree(map);
3857                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3858         }
3859         /* Push back cpu slabs */
3860         flush_all(s);
3861
3862         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3863                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3864                 unsigned long flags;
3865                 struct page *page;
3866
3867                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3868                         continue;
3869
3870                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3871                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3872                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3873                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3874                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3875                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3876         }
3877
3878         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3879                 struct location *l = &t.loc[i];
3880
3881                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3882                         break;
3883                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3884
3885                 if (l->addr)
3886                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3887                 else
3888                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3889
3890                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3891                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3892                                 l->min_time,
3893                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3894                                 l->max_time);
3895                 } else
3896                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3897                                 l->min_time);
3898
3899                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3900                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3901                                 l->min_pid, l->max_pid);
3902                 else
3903                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3904                                 l->min_pid);
3905
3906                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3907                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3908                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3909                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3910                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3911                                                  to_cpumask(l->cpus));
3912                 }
3913
3914                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3915                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3916                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3917                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3918                                         l->nodes);
3919                 }
3920
3921                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3922         }
3923
3924         free_loc_track(&t);
3925         kfree(map);
3926         if (!t.count)
3927                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3928         return len;
3929 }
3930 #endif
3931
3932 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3933 static void resiliency_test(void)
3934 {
3935         u8 *p;
3936
3937         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3938
3939         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3940         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3941         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3942
3943         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3944         p[16] = 0x12;
3945         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3946                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3947
3948         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3949
3950         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3951         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3952         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3953         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3954                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3955         printk(KERN_ERR
3956                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3957
3958         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3959         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3960         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3961         *p = 0x56;
3962         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3963                                                                         p);
3964         printk(KERN_ERR
3965                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3966         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3967
3968         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3969         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3970         kfree(p);
3971         *p = 0x78;
3972         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3973         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3974
3975         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3976         kfree(p);
3977         p[50] = 0x9a;
3978         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3979                         p);
3980         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3981
3982         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3983         kfree(p);
3984         p[512] = 0xab;
3985         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3986         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3987 }
3988 #else
3989 #ifdef CONFIG_SYSFS
3990 static void resiliency_test(void) {};
3991 #endif
3992 #endif
3993
3994 #ifdef CONFIG_SYSFS
3995 enum slab_stat_type {
3996         SL_ALL,                 /* All slabs */
3997         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3998         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3999         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
4000         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
4001 };
4002
4003 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
4004 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
4005 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
4006 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
4007 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
4008
4009 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
4010                             char *buf, unsigned long flags)
4011 {
4012         unsigned long total = 0;
4013         int node;
4014         int x;
4015         unsigned long *nodes;
4016         unsigned long *per_cpu;
4017
4018         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
4019         if (!nodes)
4020                 return -ENOMEM;
4021         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
4022
4023         if (flags & SO_CPU) {
4024                 int cpu;
4025
4026                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4027                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
4028
4029                         if (!c || c->node < 0)
4030                                 continue;
4031
4032                         if (c->page) {
4033                                         if (flags & SO_TOTAL)
4034                                                 x = c->page->objects;
4035                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4036                                         x = c->page->inuse;
4037                                 else
4038                                         x = 1;
4039
4040                                 total += x;
4041                                 nodes[c->node] += x;
4042                         }
4043                         per_cpu[c->node]++;
4044                 }
4045         }
4046
4047         lock_memory_hotplug();
4048 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4049         if (flags & SO_ALL) {
4050                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4051                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4052
4053                 if (flags & SO_TOTAL)
4054                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
4055                 else if (flags & SO_OBJECTS)
4056                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
4057                                 count_partial(n, count_free);
4058
4059                         else
4060                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4061                         total += x;
4062                         nodes[node] += x;
4063                 }
4064
4065         } else
4066 #endif
4067         if (flags & SO_PARTIAL) {
4068                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
4069                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4070
4071                         if (flags & SO_TOTAL)
4072                                 x = count_partial(n, count_total);
4073                         else if (flags & SO_OBJECTS)
4074                                 x = count_partial(n, count_inuse);
4075                         else
4076                                 x = n->nr_partial;
4077                         total += x;
4078                         nodes[node] += x;
4079                 }
4080         }
4081         x = sprintf(buf, "%lu", total);
4082 #ifdef CONFIG_NUMA
4083         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
4084                 if (nodes[node])
4085                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
4086                                         node, nodes[node]);
4087 #endif
4088         unlock_memory_hotplug();
4089         kfree(nodes);
4090         return x + sprintf(buf + x, "\n");
4091 }
4092
4093 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4094 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
4095 {
4096         int node;
4097
4098         for_each_online_node(node) {
4099                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4100
4101                 if (!n)
4102                         continue;
4103
4104                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4105                         return 1;
4106         }
4107         return 0;
4108 }
4109 #endif
4110
4111 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4112 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4113
4114 struct slab_attribute {
4115         struct attribute attr;
4116         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4117         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4118 };
4119
4120 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4121         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4122
4123 #define SLAB_ATTR(_name) \
4124         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4125         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4126
4127 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4128 {
4129         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4130 }
4131 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4132
4133 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4136 }
4137 SLAB_ATTR_RO(align);
4138
4139 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4140 {
4141         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4142 }
4143 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4144
4145 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4146 {
4147         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4148 }
4149 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4150
4151 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4152                                 const char *buf, size_t length)
4153 {
4154         unsigned long order;
4155         int err;
4156
4157         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4158         if (err)
4159                 return err;
4160
4161         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4162                 return -EINVAL;
4163
4164         calculate_sizes(s, order);
4165         return length;
4166 }
4167
4168 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4169 {
4170         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4171 }
4172 SLAB_ATTR(order);
4173
4174 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4175 {
4176         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4177 }
4178
4179 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4180                                  size_t length)
4181 {
4182         unsigned long min;
4183         int err;
4184
4185         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4186         if (err)
4187                 return err;
4188
4189         set_min_partial(s, min);
4190         return length;
4191 }
4192 SLAB_ATTR(min_partial);
4193
4194 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4195 {
4196         if (!s->ctor)
4197                 return 0;
4198         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
4199 }
4200 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4201
4202 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4203 {
4204         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4205 }
4206 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4207
4208 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4209 {
4210         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4211 }
4212 SLAB_ATTR_RO(partial);
4213
4214 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4215 {
4216         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4217 }
4218 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4219
4220 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4221 {
4222         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4223 }
4224 SLAB_ATTR_RO(objects);
4225
4226 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4227 {
4228         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4229 }
4230 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4231
4232 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4233 {
4234         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4235 }
4236
4237 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4238                                 const char *buf, size_t length)
4239 {
4240         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4241         if (buf[0] == '1')
4242                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4243         return length;
4244 }
4245 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4246
4247 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4248 {
4249         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4250 }
4251 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4252
4253 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4254 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4255 {
4256         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4257 }
4258 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4259 #endif
4260
4261 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4262 {
4263         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4264 }
4265 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4266
4267 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4268 {
4269         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4270 }
4271 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4272
4273 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4274 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4275 {
4276         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4277 }
4278 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4279
4280 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4281 {
4282         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4283 }
4284 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4285
4286 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4287 {
4288         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4289 }
4290
4291 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4292                                 const char *buf, size_t length)
4293 {
4294         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4295         if (buf[0] == '1')
4296                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4297         return length;
4298 }
4299 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4300
4301 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4302 {
4303         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4304 }
4305
4306 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4307                                                         size_t length)
4308 {
4309         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4310         if (buf[0] == '1')
4311                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4312         return length;
4313 }
4314 SLAB_ATTR(trace);
4315
4316 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4317 {
4318         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4319 }
4320
4321 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4322                                 const char *buf, size_t length)
4323 {
4324         if (any_slab_objects(s))
4325                 return -EBUSY;
4326
4327         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4328         if (buf[0] == '1')
4329                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4330         calculate_sizes(s, -1);
4331         return length;
4332 }
4333 SLAB_ATTR(red_zone);
4334
4335 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4336 {
4337         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4338 }
4339
4340 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4341                                 const char *buf, size_t length)
4342 {
4343         if (any_slab_objects(s))
4344                 return -EBUSY;
4345
4346         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4347         if (buf[0] == '1')
4348                 s->flags |= SLAB_POISON;
4349         calculate_sizes(s, -1);
4350         return length;
4351 }
4352 SLAB_ATTR(poison);
4353
4354 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4355 {
4356         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4357 }
4358
4359 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4360                                 const char *buf, size_t length)
4361 {
4362         if (any_slab_objects(s))
4363                 return -EBUSY;
4364
4365         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4366         if (buf[0] == '1')
4367                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4368         calculate_sizes(s, -1);
4369         return length;
4370 }
4371 SLAB_ATTR(store_user);
4372
4373 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4374 {
4375         return 0;
4376 }
4377
4378 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4379                         const char *buf, size_t length)
4380 {
4381         int ret = -EINVAL;
4382
4383         if (buf[0] == '1') {
4384                 ret = validate_slab_cache(s);
4385                 if (ret >= 0)
4386                         ret = length;
4387         }
4388         return ret;
4389 }
4390 SLAB_ATTR(validate);
4391
4392 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4393 {
4394         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4395                 return -ENOSYS;
4396         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4397 }
4398 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4399
4400 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4401 {
4402         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4403                 return -ENOSYS;
4404         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4405 }
4406 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4407 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4408
4409 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4410 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4411 {
4412         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4413 }
4414
4415 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4416                                                         size_t length)
4417 {
4418         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4419         if (buf[0] == '1')
4420                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4421         return length;
4422 }
4423 SLAB_ATTR(failslab);
4424 #endif
4425
4426 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4427 {
4428         return 0;
4429 }
4430
4431 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4432                         const char *buf, size_t length)
4433 {
4434         if (buf[0] == '1') {
4435                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4436
4437                 if (rc)
4438                         return rc;
4439         } else
4440                 return -EINVAL;
4441         return length;
4442 }
4443 SLAB_ATTR(shrink);
4444
4445 #ifdef CONFIG_NUMA
4446 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4447 {
4448         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4449 }
4450
4451 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4452                                 const char *buf, size_t length)
4453 {
4454         unsigned long ratio;
4455         int err;
4456
4457         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4458         if (err)
4459                 return err;
4460
4461         if (ratio <= 100)
4462                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4463
4464         return length;
4465 }
4466 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4467 #endif
4468
4469 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4470 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4471 {
4472         unsigned long sum  = 0;
4473         int cpu;
4474         int len;
4475         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4476
4477         if (!data)
4478                 return -ENOMEM;
4479
4480         for_each_online_cpu(cpu) {
4481                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4482
4483                 data[cpu] = x;
4484                 sum += x;
4485         }
4486
4487         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4488
4489 #ifdef CONFIG_SMP
4490         for_each_online_cpu(cpu) {
4491                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4492                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4493         }
4494 #endif
4495         kfree(data);
4496         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4497 }
4498
4499 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4500 {
4501         int cpu;
4502
4503         for_each_online_cpu(cpu)
4504                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4505 }
4506
4507 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4508 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4509 {                                                               \
4510         return show_stat(s, buf, si);                           \
4511 }                                                               \
4512 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4513                                 const char *buf, size_t length) \
4514 {                                                               \
4515         if (buf[0] != '0')                                      \
4516                 return -EINVAL;                                 \
4517         clear_stat(s, si);                                      \
4518         return length;                                          \
4519 }                                                               \
4520 SLAB_ATTR(text);                                                \
4521
4522 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4523 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4524 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4525 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4526 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4527 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4528 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4529 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4530 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4531 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4532 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4533 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4534 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4535 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4536 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4537 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4538 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4539 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4540 #endif
4541
4542 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4543         &slab_size_attr.attr,
4544         &object_size_attr.attr,
4545         &objs_per_slab_attr.attr,
4546         &order_attr.attr,
4547         &min_partial_attr.attr,
4548         &objects_attr.attr,
4549         &objects_partial_attr.attr,
4550         &partial_attr.attr,
4551         &cpu_slabs_attr.attr,
4552         &ctor_attr.attr,
4553         &aliases_attr.attr,
4554         &align_attr.attr,
4555         &hwcache_align_attr.attr,
4556         &reclaim_account_attr.attr,
4557         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4558         &shrink_attr.attr,
4559         &reserved_attr.attr,
4560 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4561         &total_objects_attr.attr,
4562         &slabs_attr.attr,
4563         &sanity_checks_attr.attr,
4564         &trace_attr.attr,
4565         &red_zone_attr.attr,
4566         &poison_attr.attr,
4567         &store_user_attr.attr,
4568         &validate_attr.attr,
4569         &alloc_calls_attr.attr,
4570         &free_calls_attr.attr,
4571 #endif
4572 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4573         &cache_dma_attr.attr,
4574 #endif
4575 #ifdef CONFIG_NUMA
4576         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4577 #endif
4578 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4579         &alloc_fastpath_attr.attr,
4580         &alloc_slowpath_attr.attr,
4581         &free_fastpath_attr.attr,
4582         &free_slowpath_attr.attr,
4583         &free_frozen_attr.attr,
4584         &free_add_partial_attr.attr,
4585         &free_remove_partial_attr.attr,
4586         &alloc_from_partial_attr.attr,
4587         &alloc_slab_attr.attr,
4588         &alloc_refill_attr.attr,
4589         &free_slab_attr.attr,
4590         &cpuslab_flush_attr.attr,
4591         &deactivate_full_attr.attr,
4592         &deactivate_empty_attr.attr,
4593         &deactivate_to_head_attr.attr,
4594         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4595         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4596         &order_fallback_attr.attr,
4597 #endif
4598 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4599         &failslab_attr.attr,
4600 #endif
4601
4602         NULL
4603 };
4604
4605 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4606         .attrs = slab_attrs,
4607 };
4608
4609 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4610                                 struct attribute *attr,
4611                                 char *buf)
4612 {
4613         struct slab_attribute *attribute;
4614         struct kmem_cache *s;
4615         int err;
4616
4617         attribute = to_slab_attr(attr);
4618         s = to_slab(kobj);
4619
4620         if (!attribute->show)
4621                 return -EIO;
4622
4623         err = attribute->show(s, buf);
4624
4625         return err;
4626 }
4627
4628 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4629                                 struct attribute *attr,
4630                                 const char *buf, size_t len)
4631 {
4632         struct slab_attribute *attribute;
4633         struct kmem_cache *s;
4634         int err;
4635
4636         attribute = to_slab_attr(attr);
4637         s = to_slab(kobj);
4638
4639         if (!attribute->store)
4640                 return -EIO;
4641
4642         err = attribute->store(s, buf, len);
4643
4644         return err;
4645 }
4646
4647 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4648 {
4649         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4650
4651         kfree(s->name);
4652         kfree(s);
4653 }
4654
4655 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4656         .show = slab_attr_show,
4657         .store = slab_attr_store,
4658 };
4659
4660 static struct kobj_type slab_ktype = {
4661         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4662         .release = kmem_cache_release
4663 };
4664
4665 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4666 {
4667         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4668
4669         if (ktype == &slab_ktype)
4670                 return 1;
4671         return 0;
4672 }
4673
4674 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4675         .filter = uevent_filter,
4676 };
4677
4678 static struct kset *slab_kset;
4679
4680 #define ID_STR_LENGTH 64
4681
4682 /* Create a unique string id for a slab cache:
4683  *
4684  * Format       :[flags-]size
4685  */
4686 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4687 {
4688         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4689         char *p = name;
4690
4691         BUG_ON(!name);
4692
4693         *p++ = ':';
4694         /*
4695          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4696          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4697          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4698          * are matched during merging to guarantee that the id is
4699          * unique.
4700          */
4701         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4702                 *p++ = 'd';
4703         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4704                 *p++ = 'a';
4705         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4706                 *p++ = 'F';
4707         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4708                 *p++ = 't';
4709         if (p != name + 1)
4710                 *p++ = '-';
4711         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4712         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4713         return name;
4714 }
4715
4716 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4717 {
4718         int err;
4719         const char *name;
4720         int unmergeable;
4721
4722         if (slab_state < SYSFS)
4723                 /* Defer until later */
4724                 return 0;
4725
4726         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4727         if (unmergeable) {
4728                 /*
4729                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4730                  * This is typically the case for debug situations. In that
4731                  * case we can catch duplicate names easily.
4732                  */
4733                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4734                 name = s->name;
4735         } else {
4736                 /*
4737                  * Create a unique name for the slab as a target
4738                  * for the symlinks.
4739                  */
4740                 name = create_unique_id(s);
4741         }
4742
4743         s->kobj.kset = slab_kset;
4744         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4745         if (err) {
4746                 kobject_put(&s->kobj);
4747                 return err;
4748         }
4749
4750         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4751         if (err) {
4752                 kobject_del(&s->kobj);
4753                 kobject_put(&s->kobj);
4754                 return err;
4755         }
4756         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4757         if (!unmergeable) {
4758                 /* Setup first alias */
4759                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4760                 kfree(name);
4761         }
4762         return 0;
4763 }
4764
4765 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4766 {
4767         if (slab_state < SYSFS)
4768                 /*
4769                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4770                  * cache from sysfs.
4771                  */
4772                 return;
4773
4774         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4775         kobject_del(&s->kobj);
4776         kobject_put(&s->kobj);
4777 }
4778
4779 /*
4780  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4781  * available lest we lose that information.
4782  */
4783 struct saved_alias {
4784         struct kmem_cache *s;
4785         const char *name;
4786         struct saved_alias *next;
4787 };
4788
4789 static struct saved_alias *alias_list;
4790
4791 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4792 {
4793         struct saved_alias *al;
4794
4795         if (slab_state == SYSFS) {
4796                 /*
4797                  * If we have a leftover link then remove it.
4798                  */
4799                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4800                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4801         }
4802
4803         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4804         if (!al)
4805                 return -ENOMEM;
4806
4807         al->s = s;
4808         al->name = name;
4809         al->next = alias_list;
4810         alias_list = al;
4811         return 0;
4812 }
4813
4814 static int __init slab_sysfs_init(void)
4815 {
4816         struct kmem_cache *s;
4817         int err;
4818
4819         down_write(&slub_lock);
4820
4821         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4822         if (!slab_kset) {
4823                 up_write(&slub_lock);
4824                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4825                 return -ENOSYS;
4826         }
4827
4828         slab_state = SYSFS;
4829
4830         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4831                 err = sysfs_slab_add(s);
4832                 if (err)
4833                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4834                                                 " to sysfs\n", s->name);
4835         }
4836
4837         while (alias_list) {
4838                 struct saved_alias *al = alias_list;
4839
4840                 alias_list = alias_list->next;
4841                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4842                 if (err)
4843                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4844                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4845                 kfree(al);
4846         }
4847
4848         up_write(&slub_lock);
4849         resiliency_test();
4850         return 0;
4851 }
4852
4853 __initcall(slab_sysfs_init);
4854 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4855
4856 /*
4857  * The /proc/slabinfo ABI
4858  */
4859 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4860 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4861 {
4862         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4863         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4864                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4865         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4866         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4867         seq_putc(m, '\n');
4868 }
4869
4870 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4871 {
4872         loff_t n = *pos;
4873
4874         down_read(&slub_lock);
4875         if (!n)
4876                 print_slabinfo_header(m);
4877
4878         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4879 }
4880
4881 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4882 {
4883         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4884 }
4885
4886 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4887 {
4888         up_read(&slub_lock);
4889 }
4890
4891 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4892 {
4893         unsigned long nr_partials = 0;
4894         unsigned long nr_slabs = 0;
4895         unsigned long nr_inuse = 0;
4896         unsigned long nr_objs = 0;
4897         unsigned long nr_free = 0;
4898         struct kmem_cache *s;
4899         int node;
4900
4901         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4902
4903         for_each_online_node(node) {
4904                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4905
4906                 if (!n)
4907                         continue;
4908
4909                 nr_partials += n->nr_partial;
4910                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4911                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4912                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4913         }
4914
4915         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4916
4917         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4918                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4919                    (1 << oo_order(s->oo)));
4920         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4921         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4922                    0UL);
4923         seq_putc(m, '\n');
4924         return 0;
4925 }
4926
4927 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4928         .start = s_start,
4929         .next = s_next,
4930         .stop = s_stop,
4931         .show = s_show,
4932 };
4933
4934 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4935 {
4936         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4937 }
4938
4939 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4940         .open           = slabinfo_open,
4941         .read           = seq_read,
4942         .llseek         = seq_lseek,
4943         .release        = seq_release,
4944 };
4945
4946 static int __init slab_proc_init(void)
4947 {
4948         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4949         return 0;
4950 }
4951 module_init(slab_proc_init);
4952 #endif /* CONFIG_SLABINFO */