slub: add option to disable higher order debugging slabs
[safe/jmp/linux-2.6] / 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/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/kmemleak.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32
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 noone 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 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
112 #define SLABDEBUG 1
113 #else
114 #define SLABDEBUG 0
115 #endif
116
117 /*
118  * Issues still to be resolved:
119  *
120  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
121  *
122  * - Variable sizing of the per node arrays
123  */
124
125 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
126 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
127
128 /*
129  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
130  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
131  */
132 #define MIN_PARTIAL 5
133
134 /*
135  * Maximum number of desirable partial slabs.
136  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
137  * sort the partial list by the number of objects in the.
138  */
139 #define MAX_PARTIAL 10
140
141 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
142                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
143
144 /*
145  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab, up to
146  * DEBUG_SIZE in size.
147  */
148 #define DEBUG_SIZE_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149 #define DEBUG_SIZE (3 * sizeof(void *) + 2 * sizeof(struct track))
150
151 /*
152  * Set of flags that will prevent slab merging
153  */
154 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
155                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
156
157 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
158                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
159
160 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
161 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
162 #endif
163
164 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
166 #endif
167
168 #define OO_SHIFT        16
169 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
170 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
171
172 /* Internal SLUB flags */
173 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
174 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
175
176 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
177
178 #ifdef CONFIG_SMP
179 static struct notifier_block slab_notifier;
180 #endif
181
182 static enum {
183         DOWN,           /* No slab functionality available */
184         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
185         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
186         SYSFS           /* Sysfs up */
187 } slab_state = DOWN;
188
189 /* A list of all slab caches on the system */
190 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
191 static LIST_HEAD(slab_caches);
192
193 /*
194  * Tracking user of a slab.
195  */
196 struct track {
197         unsigned long addr;     /* Called from address */
198         int cpu;                /* Was running on cpu */
199         int pid;                /* Pid context */
200         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
201 };
202
203 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
204
205 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
206 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
207 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
208 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
209
210 #else
211 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
212 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
213                                                         { return 0; }
214 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
215 {
216         kfree(s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         c->stat[si]++;
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 int slab_is_available(void)
233 {
234         return slab_state >= UP;
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
238 {
239 #ifdef CONFIG_NUMA
240         return s->node[node];
241 #else
242         return &s->local_node;
243 #endif
244 }
245
246 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
247 {
248 #ifdef CONFIG_SMP
249         return s->cpu_slab[cpu];
250 #else
251         return &s->cpu_slab;
252 #endif
253 }
254
255 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
256 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
257                                 struct page *page, const void *object)
258 {
259         void *base;
260
261         if (!object)
262                 return 1;
263
264         base = page_address(page);
265         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
266                 (object - base) % s->size) {
267                 return 0;
268         }
269
270         return 1;
271 }
272
273 /*
274  * Slow version of get and set free pointer.
275  *
276  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
277  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
278  * from the page struct.
279  */
280 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
281 {
282         return *(void **)(object + s->offset);
283 }
284
285 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
286 {
287         *(void **)(object + s->offset) = fp;
288 }
289
290 /* Loop over all objects in a slab */
291 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
292         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
293                         __p += (__s)->size)
294
295 /* Scan freelist */
296 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
297         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
298
299 /* Determine object index from a given position */
300 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
301 {
302         return (p - addr) / s->size;
303 }
304
305 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
306                                                 unsigned long size)
307 {
308         struct kmem_cache_order_objects x = {
309                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
310         };
311
312         return x;
313 }
314
315 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
316 {
317         return x.x >> OO_SHIFT;
318 }
319
320 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
321 {
322         return x.x & OO_MASK;
323 }
324
325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
326 /*
327  * Debug settings:
328  */
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
330 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
331 #else
332 static int slub_debug;
333 #endif
334
335 static char *slub_debug_slabs;
336 static int disable_higher_order_debug;
337
338 /*
339  * Object debugging
340  */
341 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
342 {
343         int i, offset;
344         int newline = 1;
345         char ascii[17];
346
347         ascii[16] = 0;
348
349         for (i = 0; i < length; i++) {
350                 if (newline) {
351                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
352                         newline = 0;
353                 }
354                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
355                 offset = i % 16;
356                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
357                 if (offset == 15) {
358                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
359                         newline = 1;
360                 }
361         }
362         if (!newline) {
363                 i %= 16;
364                 while (i < 16) {
365                         printk(KERN_CONT "   ");
366                         ascii[i] = ' ';
367                         i++;
368                 }
369                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
370         }
371 }
372
373 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
374         enum track_item alloc)
375 {
376         struct track *p;
377
378         if (s->offset)
379                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
380         else
381                 p = object + s->inuse;
382
383         return p + alloc;
384 }
385
386 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
387                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
388 {
389         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
390
391         if (addr) {
392                 p->addr = addr;
393                 p->cpu = smp_processor_id();
394                 p->pid = current->pid;
395                 p->when = jiffies;
396         } else
397                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
398 }
399
400 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
401 {
402         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
403                 return;
404
405         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
406         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
407 }
408
409 static void print_track(const char *s, struct track *t)
410 {
411         if (!t->addr)
412                 return;
413
414         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
415                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
416 }
417
418 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
419 {
420         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
421                 return;
422
423         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
424         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
425 }
426
427 static void print_page_info(struct page *page)
428 {
429         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
430                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
431
432 }
433
434 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
435 {
436         va_list args;
437         char buf[100];
438
439         va_start(args, fmt);
440         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
441         va_end(args);
442         printk(KERN_ERR "========================================"
443                         "=====================================\n");
444         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
445         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
446                         "-------------------------------------\n\n");
447 }
448
449 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
450 {
451         va_list args;
452         char buf[100];
453
454         va_start(args, fmt);
455         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
456         va_end(args);
457         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
458 }
459
460 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
461 {
462         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
463         u8 *addr = page_address(page);
464
465         print_tracking(s, p);
466
467         print_page_info(page);
468
469         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
470                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
471
472         if (p > addr + 16)
473                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
474
475         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
476
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
479                         s->inuse - s->objsize);
480
481         if (s->offset)
482                 off = s->offset + sizeof(void *);
483         else
484                 off = s->inuse;
485
486         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
487                 off += 2 * sizeof(struct track);
488
489         if (off != s->size)
490                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
491                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
492
493         dump_stack();
494 }
495
496 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
497                         u8 *object, char *reason)
498 {
499         slab_bug(s, "%s", reason);
500         print_trailer(s, page, object);
501 }
502
503 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
504 {
505         va_list args;
506         char buf[100];
507
508         va_start(args, fmt);
509         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
510         va_end(args);
511         slab_bug(s, "%s", buf);
512         print_page_info(page);
513         dump_stack();
514 }
515
516 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
517 {
518         u8 *p = object;
519
520         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
521                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
522                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
523         }
524
525         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
526                 memset(p + s->objsize,
527                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
528                         s->inuse - s->objsize);
529 }
530
531 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
532 {
533         while (bytes) {
534                 if (*start != (u8)value)
535                         return start;
536                 start++;
537                 bytes--;
538         }
539         return NULL;
540 }
541
542 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
543                                                 void *from, void *to)
544 {
545         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
546         memset(from, data, to - from);
547 }
548
549 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
550                         u8 *object, char *what,
551                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
552 {
553         u8 *fault;
554         u8 *end;
555
556         fault = check_bytes(start, value, bytes);
557         if (!fault)
558                 return 1;
559
560         end = start + bytes;
561         while (end > fault && end[-1] == value)
562                 end--;
563
564         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
565         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
566                                         fault, end - 1, fault[0], value);
567         print_trailer(s, page, object);
568
569         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
570         return 0;
571 }
572
573 /*
574  * Object layout:
575  *
576  * object address
577  *      Bytes of the object to be managed.
578  *      If the freepointer may overlay the object then the free
579  *      pointer is the first word of the object.
580  *
581  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
582  *      0xa5 (POISON_END)
583  *
584  * object + s->objsize
585  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
586  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
587  *      objsize == inuse.
588  *
589  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
590  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
591  *
592  * object + s->inuse
593  *      Meta data starts here.
594  *
595  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
596  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
597  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
598  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
599  *              before the word boundary.
600  *
601  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
602  *
603  * object + s->size
604  *      Nothing is used beyond s->size.
605  *
606  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
607  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
608  * may be used with merged slabcaches.
609  */
610
611 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
612 {
613         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
614
615         if (s->offset)
616                 /* Freepointer is placed after the object. */
617                 off += sizeof(void *);
618
619         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
620                 /* We also have user information there */
621                 off += 2 * sizeof(struct track);
622
623         if (s->size == off)
624                 return 1;
625
626         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
627                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
628 }
629
630 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
631 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
632 {
633         u8 *start;
634         u8 *fault;
635         u8 *end;
636         int length;
637         int remainder;
638
639         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
640                 return 1;
641
642         start = page_address(page);
643         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
644         end = start + length;
645         remainder = length % s->size;
646         if (!remainder)
647                 return 1;
648
649         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
650         if (!fault)
651                 return 1;
652         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
653                 end--;
654
655         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
656         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
657
658         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
659         return 0;
660 }
661
662 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                                         void *object, int active)
664 {
665         u8 *p = object;
666         u8 *endobject = object + s->objsize;
667
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
669                 unsigned int red =
670                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
671
672                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
673                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
674                         return 0;
675         } else {
676                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
677                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
678                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
679                 }
680         }
681
682         if (s->flags & SLAB_POISON) {
683                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
684                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
685                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
686                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
687                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
688                         return 0;
689                 /*
690                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
691                  */
692                 check_pad_bytes(s, page, p);
693         }
694
695         if (!s->offset && active)
696                 /*
697                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
698                  * freepointer while object is allocated.
699                  */
700                 return 1;
701
702         /* Check free pointer validity */
703         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
704                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
705                 /*
706                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
707                  * of the free objects in this slab. May cause
708                  * another error because the object count is now wrong.
709                  */
710                 set_freepointer(s, p, NULL);
711                 return 0;
712         }
713         return 1;
714 }
715
716 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
717 {
718         int maxobj;
719
720         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
721
722         if (!PageSlab(page)) {
723                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
724                 return 0;
725         }
726
727         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
728         if (page->objects > maxobj) {
729                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
730                         s->name, page->objects, maxobj);
731                 return 0;
732         }
733         if (page->inuse > page->objects) {
734                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
735                         s->name, page->inuse, page->objects);
736                 return 0;
737         }
738         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
739         slab_pad_check(s, page);
740         return 1;
741 }
742
743 /*
744  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
745  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
746  */
747 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
748 {
749         int nr = 0;
750         void *fp = page->freelist;
751         void *object = NULL;
752         unsigned long max_objects;
753
754         while (fp && nr <= page->objects) {
755                 if (fp == search)
756                         return 1;
757                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
758                         if (object) {
759                                 object_err(s, page, object,
760                                         "Freechain corrupt");
761                                 set_freepointer(s, object, NULL);
762                                 break;
763                         } else {
764                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
765                                 page->freelist = NULL;
766                                 page->inuse = page->objects;
767                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
768                                 return 0;
769                         }
770                         break;
771                 }
772                 object = fp;
773                 fp = get_freepointer(s, object);
774                 nr++;
775         }
776
777         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
778         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
779                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
780
781         if (page->objects != max_objects) {
782                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
783                         "should be %d", page->objects, max_objects);
784                 page->objects = max_objects;
785                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
786         }
787         if (page->inuse != page->objects - nr) {
788                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
789                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
790                 page->inuse = page->objects - nr;
791                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
792         }
793         return search == NULL;
794 }
795
796 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
797                                                                 int alloc)
798 {
799         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
800                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
801                         s->name,
802                         alloc ? "alloc" : "free",
803                         object, page->inuse,
804                         page->freelist);
805
806                 if (!alloc)
807                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
808
809                 dump_stack();
810         }
811 }
812
813 /*
814  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
815  */
816 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
817 {
818         spin_lock(&n->list_lock);
819         list_add(&page->lru, &n->full);
820         spin_unlock(&n->list_lock);
821 }
822
823 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
824 {
825         struct kmem_cache_node *n;
826
827         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
828                 return;
829
830         n = get_node(s, page_to_nid(page));
831
832         spin_lock(&n->list_lock);
833         list_del(&page->lru);
834         spin_unlock(&n->list_lock);
835 }
836
837 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
838 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
839 {
840         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
841
842         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
843 }
844
845 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
846 {
847         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
848 }
849
850 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
851 {
852         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
853
854         /*
855          * May be called early in order to allocate a slab for the
856          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
857          * dilemma by deferring the increment of the count during
858          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
859          */
860         if (!NUMA_BUILD || n) {
861                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
862                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
863         }
864 }
865 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
866 {
867         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
868
869         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
870         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
871 }
872
873 /* Object debug checks for alloc/free paths */
874 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
875                                                                 void *object)
876 {
877         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
878                 return;
879
880         init_object(s, object, 0);
881         init_tracking(s, object);
882 }
883
884 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
885                                         void *object, unsigned long addr)
886 {
887         if (!check_slab(s, page))
888                 goto bad;
889
890         if (!on_freelist(s, page, object)) {
891                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
892                 goto bad;
893         }
894
895         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
896                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
897                 goto bad;
898         }
899
900         if (!check_object(s, page, object, 0))
901                 goto bad;
902
903         /* Success perform special debug activities for allocs */
904         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
905                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
906         trace(s, page, object, 1);
907         init_object(s, object, 1);
908         return 1;
909
910 bad:
911         if (PageSlab(page)) {
912                 /*
913                  * If this is a slab page then lets do the best we can
914                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
915                  * as used avoids touching the remaining objects.
916                  */
917                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
918                 page->inuse = page->objects;
919                 page->freelist = NULL;
920         }
921         return 0;
922 }
923
924 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
925                                         void *object, unsigned long addr)
926 {
927         if (!check_slab(s, page))
928                 goto fail;
929
930         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
931                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
932                 goto fail;
933         }
934
935         if (on_freelist(s, page, object)) {
936                 object_err(s, page, object, "Object already free");
937                 goto fail;
938         }
939
940         if (!check_object(s, page, object, 1))
941                 return 0;
942
943         if (unlikely(s != page->slab)) {
944                 if (!PageSlab(page)) {
945                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
946                                 "outside of slab", object);
947                 } else if (!page->slab) {
948                         printk(KERN_ERR
949                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
950                                                 object);
951                         dump_stack();
952                 } else
953                         object_err(s, page, object,
954                                         "page slab pointer corrupt.");
955                 goto fail;
956         }
957
958         /* Special debug activities for freeing objects */
959         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
960                 remove_full(s, page);
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
963         trace(s, page, object, 0);
964         init_object(s, object, 0);
965         return 1;
966
967 fail:
968         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
969         return 0;
970 }
971
972 static int __init setup_slub_debug(char *str)
973 {
974         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
975         if (*str++ != '=' || !*str)
976                 /*
977                  * No options specified. Switch on full debugging.
978                  */
979                 goto out;
980
981         if (*str == ',')
982                 /*
983                  * No options but restriction on slabs. This means full
984                  * debugging for slabs matching a pattern.
985                  */
986                 goto check_slabs;
987
988         if (tolower(*str) == 'o') {
989                 /*
990                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
991                  * would increase as a result.
992                  */
993                 disable_higher_order_debug = 1;
994                 goto out;
995         }
996
997         slub_debug = 0;
998         if (*str == '-')
999                 /*
1000                  * Switch off all debugging measures.
1001                  */
1002                 goto out;
1003
1004         /*
1005          * Determine which debug features should be switched on
1006          */
1007         for (; *str && *str != ','; str++) {
1008                 switch (tolower(*str)) {
1009                 case 'f':
1010                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1011                         break;
1012                 case 'z':
1013                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1014                         break;
1015                 case 'p':
1016                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1017                         break;
1018                 case 'u':
1019                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1020                         break;
1021                 case 't':
1022                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1023                         break;
1024                 default:
1025                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1026                                 "unknown. skipped\n", *str);
1027                 }
1028         }
1029
1030 check_slabs:
1031         if (*str == ',')
1032                 slub_debug_slabs = str + 1;
1033 out:
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1038
1039 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1040         unsigned long flags, const char *name,
1041         void (*ctor)(void *))
1042 {
1043         int debug_flags = slub_debug;
1044
1045         /*
1046          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1047          */
1048         if (debug_flags) {
1049                 if (slub_debug_slabs &&
1050                     strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)))
1051                         goto out;
1052
1053                 /*
1054                  * Disable debugging that increases slab size if the minimum
1055                  * slab order would have increased as a result.
1056                  */
1057                 if (disable_higher_order_debug &&
1058                     get_order(objsize + DEBUG_SIZE) > get_order(objsize))
1059                         debug_flags &= ~DEBUG_SIZE_FLAGS;
1060
1061                 flags |= debug_flags;
1062         }
1063 out:
1064         return flags;
1065 }
1066 #else
1067 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1068                         struct page *page, void *object) {}
1069
1070 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1071         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1072
1073 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1074         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1075
1076 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1077                         { return 1; }
1078 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1079                         void *object, int active) { return 1; }
1080 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1081 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1082         unsigned long flags, const char *name,
1083         void (*ctor)(void *))
1084 {
1085         return flags;
1086 }
1087 #define slub_debug 0
1088
1089 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1090                                                         { return 0; }
1091 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1092                                                         { return 0; }
1093 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1094                                                         int objects) {}
1095 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1096                                                         int objects) {}
1097 #endif
1098
1099 /*
1100  * Slab allocation and freeing
1101  */
1102 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1103                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1104 {
1105         int order = oo_order(oo);
1106
1107         flags |= __GFP_NOTRACK;
1108
1109         if (node == -1)
1110                 return alloc_pages(flags, order);
1111         else
1112                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1113 }
1114
1115 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1116 {
1117         struct page *page;
1118         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1119         gfp_t alloc_gfp;
1120
1121         flags |= s->allocflags;
1122
1123         /*
1124          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1125          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1126          */
1127         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1128
1129         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1130         if (unlikely(!page)) {
1131                 oo = s->min;
1132                 /*
1133                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1134                  * Try a lower order alloc if possible
1135                  */
1136                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1137                 if (!page)
1138                         return NULL;
1139
1140                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1141         }
1142
1143         if (kmemcheck_enabled
1144                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
1145         {
1146                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1147
1148                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1149
1150                 /*
1151                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1152                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1153                  */
1154                 if (s->ctor)
1155                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1156                 else
1157                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1158         }
1159
1160         page->objects = oo_objects(oo);
1161         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1162                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1163                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1164                 1 << oo_order(oo));
1165
1166         return page;
1167 }
1168
1169 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1170                                 void *object)
1171 {
1172         setup_object_debug(s, page, object);
1173         if (unlikely(s->ctor))
1174                 s->ctor(object);
1175 }
1176
1177 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1178 {
1179         struct page *page;
1180         void *start;
1181         void *last;
1182         void *p;
1183
1184         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1185
1186         page = allocate_slab(s,
1187                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1188         if (!page)
1189                 goto out;
1190
1191         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1192         page->slab = s;
1193         page->flags |= 1 << PG_slab;
1194         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1195                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1196                 __SetPageSlubDebug(page);
1197
1198         start = page_address(page);
1199
1200         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1201                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1202
1203         last = start;
1204         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1205                 setup_object(s, page, last);
1206                 set_freepointer(s, last, p);
1207                 last = p;
1208         }
1209         setup_object(s, page, last);
1210         set_freepointer(s, last, NULL);
1211
1212         page->freelist = start;
1213         page->inuse = 0;
1214 out:
1215         return page;
1216 }
1217
1218 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219 {
1220         int order = compound_order(page);
1221         int pages = 1 << order;
1222
1223         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1224                 void *p;
1225
1226                 slab_pad_check(s, page);
1227                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1228                                                 page->objects)
1229                         check_object(s, page, p, 0);
1230                 __ClearPageSlubDebug(page);
1231         }
1232
1233         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1234
1235         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1236                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1237                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1238                 -pages);
1239
1240         __ClearPageSlab(page);
1241         reset_page_mapcount(page);
1242         if (current->reclaim_state)
1243                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1244         __free_pages(page, order);
1245 }
1246
1247 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1248 {
1249         struct page *page;
1250
1251         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1252         __free_slab(page->slab, page);
1253 }
1254
1255 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1256 {
1257         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1258                 /*
1259                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1260                  */
1261                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1262
1263                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1264         } else
1265                 __free_slab(s, page);
1266 }
1267
1268 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1269 {
1270         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1271         free_slab(s, page);
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Per slab locking using the pagelock
1276  */
1277 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1278 {
1279         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1280 }
1281
1282 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1283 {
1284         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1285 }
1286
1287 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1288 {
1289         int rc = 1;
1290
1291         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1292         return rc;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Management of partially allocated slabs
1297  */
1298 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1299                                 struct page *page, int tail)
1300 {
1301         spin_lock(&n->list_lock);
1302         n->nr_partial++;
1303         if (tail)
1304                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1305         else
1306                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1307         spin_unlock(&n->list_lock);
1308 }
1309
1310 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1311 {
1312         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1313
1314         spin_lock(&n->list_lock);
1315         list_del(&page->lru);
1316         n->nr_partial--;
1317         spin_unlock(&n->list_lock);
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Lock slab and remove from the partial list.
1322  *
1323  * Must hold list_lock.
1324  */
1325 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1326                                                         struct page *page)
1327 {
1328         if (slab_trylock(page)) {
1329                 list_del(&page->lru);
1330                 n->nr_partial--;
1331                 __SetPageSlubFrozen(page);
1332                 return 1;
1333         }
1334         return 0;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1339  */
1340 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1341 {
1342         struct page *page;
1343
1344         /*
1345          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1346          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1347          * partial slab and there is none available then get_partials()
1348          * will return NULL.
1349          */
1350         if (!n || !n->nr_partial)
1351                 return NULL;
1352
1353         spin_lock(&n->list_lock);
1354         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1355                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1356                         goto out;
1357         page = NULL;
1358 out:
1359         spin_unlock(&n->list_lock);
1360         return page;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1365  */
1366 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1367 {
1368 #ifdef CONFIG_NUMA
1369         struct zonelist *zonelist;
1370         struct zoneref *z;
1371         struct zone *zone;
1372         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1373         struct page *page;
1374
1375         /*
1376          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1377          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1378          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1379          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1380          *
1381          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1382          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1383          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1384          * from other nodes and filled up.
1385          *
1386          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1387          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1388          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1389          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1390          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1391          * with available objects.
1392          */
1393         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1394                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1395                 return NULL;
1396
1397         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1398         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1399                 struct kmem_cache_node *n;
1400
1401                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1402
1403                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1404                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1405                         page = get_partial_node(n);
1406                         if (page)
1407                                 return page;
1408                 }
1409         }
1410 #endif
1411         return NULL;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Get a partial page, lock it and return it.
1416  */
1417 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1418 {
1419         struct page *page;
1420         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1421
1422         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1423         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1424                 return page;
1425
1426         return get_any_partial(s, flags);
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Move a page back to the lists.
1431  *
1432  * Must be called with the slab lock held.
1433  *
1434  * On exit the slab lock will have been dropped.
1435  */
1436 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1437 {
1438         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1439         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1440
1441         __ClearPageSlubFrozen(page);
1442         if (page->inuse) {
1443
1444                 if (page->freelist) {
1445                         add_partial(n, page, tail);
1446                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1447                 } else {
1448                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1449                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1450                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1451                                 add_full(n, page);
1452                 }
1453                 slab_unlock(page);
1454         } else {
1455                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1456                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1457                         /*
1458                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1459                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1460                          * to come after the other slabs with objects in
1461                          * so that the others get filled first. That way the
1462                          * size of the partial list stays small.
1463                          *
1464                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1465                          * the partial list.
1466                          */
1467                         add_partial(n, page, 1);
1468                         slab_unlock(page);
1469                 } else {
1470                         slab_unlock(page);
1471                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1472                         discard_slab(s, page);
1473                 }
1474         }
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Remove the cpu slab
1479  */
1480 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1481 {
1482         struct page *page = c->page;
1483         int tail = 1;
1484
1485         if (page->freelist)
1486                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1487         /*
1488          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1489          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1490          * to occur.
1491          */
1492         while (unlikely(c->freelist)) {
1493                 void **object;
1494
1495                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1496
1497                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1498                 object = c->freelist;
1499                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1500
1501                 /* And put onto the regular freelist */
1502                 object[c->offset] = page->freelist;
1503                 page->freelist = object;
1504                 page->inuse--;
1505         }
1506         c->page = NULL;
1507         unfreeze_slab(s, page, tail);
1508 }
1509
1510 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1511 {
1512         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1513         slab_lock(c->page);
1514         deactivate_slab(s, c);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Flush cpu slab.
1519  *
1520  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1521  */
1522 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1523 {
1524         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1525
1526         if (likely(c && c->page))
1527                 flush_slab(s, c);
1528 }
1529
1530 static void flush_cpu_slab(void *d)
1531 {
1532         struct kmem_cache *s = d;
1533
1534         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1535 }
1536
1537 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1538 {
1539         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1540 }
1541
1542 /*
1543  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1544  * locality expectations.
1545  */
1546 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1547 {
1548 #ifdef CONFIG_NUMA
1549         if (node != -1 && c->node != node)
1550                 return 0;
1551 #endif
1552         return 1;
1553 }
1554
1555 static int count_free(struct page *page)
1556 {
1557         return page->objects - page->inuse;
1558 }
1559
1560 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1561                                         int (*get_count)(struct page *))
1562 {
1563         unsigned long flags;
1564         unsigned long x = 0;
1565         struct page *page;
1566
1567         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1568         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1569                 x += get_count(page);
1570         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1571         return x;
1572 }
1573
1574 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1575 {
1576 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1577         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1578 #else
1579         return 0;
1580 #endif
1581 }
1582
1583 static noinline void
1584 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1585 {
1586         int node;
1587
1588         printk(KERN_WARNING
1589                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1590                 nid, gfpflags);
1591         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1592                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1593                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1594
1595         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1596                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1597                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1598
1599         for_each_online_node(node) {
1600                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1601                 unsigned long nr_slabs;
1602                 unsigned long nr_objs;
1603                 unsigned long nr_free;
1604
1605                 if (!n)
1606                         continue;
1607
1608                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1609                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1610                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1611
1612                 printk(KERN_WARNING
1613                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1614                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1620  * debugging duties.
1621  *
1622  * Interrupts are disabled.
1623  *
1624  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1625  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1626  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1627  *
1628  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1629  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1630  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1631  *
1632  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1633  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1634  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1635  */
1636 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1637                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1638 {
1639         void **object;
1640         struct page *new;
1641
1642         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1643         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1644
1645         if (!c->page)
1646                 goto new_slab;
1647
1648         slab_lock(c->page);
1649         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1650                 goto another_slab;
1651
1652         stat(c, ALLOC_REFILL);
1653
1654 load_freelist:
1655         object = c->page->freelist;
1656         if (unlikely(!object))
1657                 goto another_slab;
1658         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1659                 goto debug;
1660
1661         c->freelist = object[c->offset];
1662         c->page->inuse = c->page->objects;
1663         c->page->freelist = NULL;
1664         c->node = page_to_nid(c->page);
1665 unlock_out:
1666         slab_unlock(c->page);
1667         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1668         return object;
1669
1670 another_slab:
1671         deactivate_slab(s, c);
1672
1673 new_slab:
1674         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1675         if (new) {
1676                 c->page = new;
1677                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1678                 goto load_freelist;
1679         }
1680
1681         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1682                 local_irq_enable();
1683
1684         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1685
1686         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1687                 local_irq_disable();
1688
1689         if (new) {
1690                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1691                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1692                 if (c->page)
1693                         flush_slab(s, c);
1694                 slab_lock(new);
1695                 __SetPageSlubFrozen(new);
1696                 c->page = new;
1697                 goto load_freelist;
1698         }
1699         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1700                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1701         return NULL;
1702 debug:
1703         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1704                 goto another_slab;
1705
1706         c->page->inuse++;
1707         c->page->freelist = object[c->offset];
1708         c->node = -1;
1709         goto unlock_out;
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1714  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1715  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1716  *
1717  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1718  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1719  *
1720  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1721  */
1722 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1723                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1724 {
1725         void **object;
1726         struct kmem_cache_cpu *c;
1727         unsigned long flags;
1728         unsigned int objsize;
1729
1730         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1731
1732         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1733         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1734
1735         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1736                 return NULL;
1737
1738         local_irq_save(flags);
1739         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1740         objsize = c->objsize;
1741         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1742
1743                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1744
1745         else {
1746                 object = c->freelist;
1747                 c->freelist = object[c->offset];
1748                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1749         }
1750         local_irq_restore(flags);
1751
1752         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1753                 memset(object, 0, objsize);
1754
1755         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1756         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1757
1758         return object;
1759 }
1760
1761 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1762 {
1763         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1764
1765         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1766
1767         return ret;
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1770
1771 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1772 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1773 {
1774         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1777 #endif
1778
1779 #ifdef CONFIG_NUMA
1780 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1781 {
1782         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1783
1784         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1785                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1786
1787         return ret;
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1790 #endif
1791
1792 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1793 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1794                                     gfp_t gfpflags,
1795                                     int node)
1796 {
1797         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1800 #endif
1801
1802 /*
1803  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1804  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1805  *
1806  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1807  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1808  * handling required then we can return immediately.
1809  */
1810 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1811                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1812 {
1813         void *prior;
1814         void **object = (void *)x;
1815         struct kmem_cache_cpu *c;
1816
1817         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1818         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1819         slab_lock(page);
1820
1821         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1822                 goto debug;
1823
1824 checks_ok:
1825         prior = object[offset] = page->freelist;
1826         page->freelist = object;
1827         page->inuse--;
1828
1829         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1830                 stat(c, FREE_FROZEN);
1831                 goto out_unlock;
1832         }
1833
1834         if (unlikely(!page->inuse))
1835                 goto slab_empty;
1836
1837         /*
1838          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1839          * then add it.
1840          */
1841         if (unlikely(!prior)) {
1842                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1843                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1844         }
1845
1846 out_unlock:
1847         slab_unlock(page);
1848         return;
1849
1850 slab_empty:
1851         if (prior) {
1852                 /*
1853                  * Slab still on the partial list.
1854                  */
1855                 remove_partial(s, page);
1856                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1857         }
1858         slab_unlock(page);
1859         stat(c, FREE_SLAB);
1860         discard_slab(s, page);
1861         return;
1862
1863 debug:
1864         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1865                 goto out_unlock;
1866         goto checks_ok;
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1871  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1872  *
1873  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1874  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1875  * the item before.
1876  *
1877  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1878  * with all sorts of special processing.
1879  */
1880 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1881                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1882 {
1883         void **object = (void *)x;
1884         struct kmem_cache_cpu *c;
1885         unsigned long flags;
1886
1887         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1888         local_irq_save(flags);
1889         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1890         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1891         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1892         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1893                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1894         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1895                 object[c->offset] = c->freelist;
1896                 c->freelist = object;
1897                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1898         } else
1899                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1900
1901         local_irq_restore(flags);
1902 }
1903
1904 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1905 {
1906         struct page *page;
1907
1908         page = virt_to_head_page(x);
1909
1910         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1911
1912         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1913 }
1914 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1915
1916 /* Figure out on which slab page the object resides */
1917 static struct page *get_object_page(const void *x)
1918 {
1919         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1920
1921         if (!PageSlab(page))
1922                 return NULL;
1923
1924         return page;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1929  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1930  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1931  * another.
1932  *
1933  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1934  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1935  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1936  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1937  * locking overhead.
1938  */
1939
1940 /*
1941  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1942  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1943  * and increases the number of allocations possible without having to
1944  * take the list_lock.
1945  */
1946 static int slub_min_order;
1947 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1948 static int slub_min_objects;
1949
1950 /*
1951  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1952  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1953  */
1954 static int slub_nomerge;
1955
1956 /*
1957  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1958  *
1959  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1960  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1961  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1962  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1963  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1964  * would be wasted.
1965  *
1966  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1967  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1968  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1969  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1970  *
1971  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1972  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1973  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1974  * of space in favor of a small page order.
1975  *
1976  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1977  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1978  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1979  * the smallest order which will fit the object.
1980  */
1981 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1982                                 int max_order, int fract_leftover)
1983 {
1984         int order;
1985         int rem;
1986         int min_order = slub_min_order;
1987
1988         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1989                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1990
1991         for (order = max(min_order,
1992                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1993                         order <= max_order; order++) {
1994
1995                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1996
1997                 if (slab_size < min_objects * size)
1998                         continue;
1999
2000                 rem = slab_size % size;
2001
2002                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2003                         break;
2004
2005         }
2006
2007         return order;
2008 }
2009
2010 static inline int calculate_order(int size)
2011 {
2012         int order;
2013         int min_objects;
2014         int fraction;
2015         int max_objects;
2016
2017         /*
2018          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2019          * works by first attempting to generate a layout with
2020          * the best configuration and backing off gradually.
2021          *
2022          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2023          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2024          */
2025         min_objects = slub_min_objects;
2026         if (!min_objects)
2027                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2028         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2029         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2030
2031         while (min_objects > 1) {
2032                 fraction = 16;
2033                 while (fraction >= 4) {
2034                         order = slab_order(size, min_objects,
2035                                                 slub_max_order, fraction);
2036                         if (order <= slub_max_order)
2037                                 return order;
2038                         fraction /= 2;
2039                 }
2040                 min_objects --;
2041         }
2042
2043         /*
2044          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2045          * lets see if we can place a single object there.
2046          */
2047         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2048         if (order <= slub_max_order)
2049                 return order;
2050
2051         /*
2052          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2053          */
2054         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2055         if (order < MAX_ORDER)
2056                 return order;
2057         return -ENOSYS;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2062  */
2063 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2064                 unsigned long align, unsigned long size)
2065 {
2066         /*
2067          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2068          * suggestion if the object is sufficiently large.
2069          *
2070          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2071          * alignment though. If that is greater then use it.
2072          */
2073         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2074                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2075                 while (size <= ralign / 2)
2076                         ralign /= 2;
2077                 align = max(align, ralign);
2078         }
2079
2080         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2081                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2082
2083         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2084 }
2085
2086 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2087                         struct kmem_cache_cpu *c)
2088 {
2089         c->page = NULL;
2090         c->freelist = NULL;
2091         c->node = 0;
2092         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2093         c->objsize = s->objsize;
2094 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2095         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2096 #endif
2097 }
2098
2099 static void
2100 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2101 {
2102         n->nr_partial = 0;
2103         spin_lock_init(&n->list_lock);
2104         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2106         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2107         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2108         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2109 #endif
2110 }
2111
2112 #ifdef CONFIG_SMP
2113 /*
2114  * Per cpu array for per cpu structures.
2115  *
2116  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2117  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2118  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2119  * beneficial for the kmalloc caches.
2120  *
2121  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2122  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2123  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2124  *
2125  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2126  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2127  */
2128 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2129
2130 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
2131                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
2132
2133 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2134 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2135
2136 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2137                                                         int cpu, gfp_t flags)
2138 {
2139         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2140
2141         if (c)
2142                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2143                                 (void *)c->freelist;
2144         else {
2145                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2146                 c = kmalloc_node(
2147                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2148                         flags, cpu_to_node(cpu));
2149                 if (!c)
2150                         return NULL;
2151         }
2152
2153         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2154         return c;
2155 }
2156
2157 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2158 {
2159         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2160                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2161                 kfree(c);
2162                 return;
2163         }
2164         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2165         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2166 }
2167
2168 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2169 {
2170         int cpu;
2171
2172         for_each_online_cpu(cpu) {
2173                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2174
2175                 if (c) {
2176                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2177                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2178                 }
2179         }
2180 }
2181
2182 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2183 {
2184         int cpu;
2185
2186         for_each_online_cpu(cpu) {
2187                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2188
2189                 if (c)
2190                         continue;
2191
2192                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2193                 if (!c) {
2194                         free_kmem_cache_cpus(s);
2195                         return 0;
2196                 }
2197                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2198         }
2199         return 1;
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Initialize the per cpu array.
2204  */
2205 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2206 {
2207         int i;
2208
2209         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2210                 return;
2211
2212         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2213                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2214
2215         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2216 }
2217
2218 static void __init init_alloc_cpu(void)
2219 {
2220         int cpu;
2221
2222         for_each_online_cpu(cpu)
2223                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2224   }
2225
2226 #else
2227 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2228 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2229
2230 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2231 {
2232         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2233         return 1;
2234 }
2235 #endif
2236
2237 #ifdef CONFIG_NUMA
2238 /*
2239  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2240  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2241  * possible.
2242  *
2243  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2244  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2245  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2246  */
2247 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2248 {
2249         struct page *page;
2250         struct kmem_cache_node *n;
2251         unsigned long flags;
2252
2253         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2254
2255         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2256
2257         BUG_ON(!page);
2258         if (page_to_nid(page) != node) {
2259                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2260                                 "node %d\n", node);
2261                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2262                                 "in order to be able to continue\n");
2263         }
2264
2265         n = page->freelist;
2266         BUG_ON(!n);
2267         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2268         page->inuse++;
2269         kmalloc_caches->node[node] = n;
2270 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2271         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2272         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2273 #endif
2274         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2275         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2276
2277         /*
2278          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2279          * so even though there cannot be a race this early in
2280          * the boot sequence, we still disable irqs.
2281          */
2282         local_irq_save(flags);
2283         add_partial(n, page, 0);
2284         local_irq_restore(flags);
2285 }
2286
2287 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2288 {
2289         int node;
2290
2291         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2292                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2293                 if (n && n != &s->local_node)
2294                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2295                 s->node[node] = NULL;
2296         }
2297 }
2298
2299 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2300 {
2301         int node;
2302         int local_node;
2303
2304         if (slab_state >= UP)
2305                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2306         else
2307                 local_node = 0;
2308
2309         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2310                 struct kmem_cache_node *n;
2311
2312                 if (local_node == node)
2313                         n = &s->local_node;
2314                 else {
2315                         if (slab_state == DOWN) {
2316                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2317                                 continue;
2318                         }
2319                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2320                                                         gfpflags, node);
2321
2322                         if (!n) {
2323                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2324                                 return 0;
2325                         }
2326
2327                 }
2328                 s->node[node] = n;
2329                 init_kmem_cache_node(n, s);
2330         }
2331         return 1;
2332 }
2333 #else
2334 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2335 {
2336 }
2337
2338 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2339 {
2340         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2341         return 1;
2342 }
2343 #endif
2344
2345 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2346 {
2347         if (min < MIN_PARTIAL)
2348                 min = MIN_PARTIAL;
2349         else if (min > MAX_PARTIAL)
2350                 min = MAX_PARTIAL;
2351         s->min_partial = min;
2352 }
2353
2354 /*
2355  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2356  * a slab object.
2357  */
2358 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2359 {
2360         unsigned long flags = s->flags;
2361         unsigned long size = s->objsize;
2362         unsigned long align = s->align;
2363         int order;
2364
2365         /*
2366          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2367          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2368          * the possible location of the free pointer.
2369          */
2370         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2371
2372 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2373         /*
2374          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2375          * the slab may touch the object after free or before allocation
2376          * then we should never poison the object itself.
2377          */
2378         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2379                         !s->ctor)
2380                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2381         else
2382                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2383
2384
2385         /*
2386          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2387          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2388          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2389          */
2390         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2391                 size += sizeof(void *);
2392 #endif
2393
2394         /*
2395          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2396          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2397          */
2398         s->inuse = size;
2399
2400         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2401                 s->ctor)) {
2402                 /*
2403                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2404                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2405                  * kmem_cache_free.
2406                  *
2407                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2408                  * destructor or are poisoning the objects.
2409                  */
2410                 s->offset = size;
2411                 size += sizeof(void *);
2412         }
2413
2414 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2415         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2416                 /*
2417                  * Need to store information about allocs and frees after
2418                  * the object.
2419                  */
2420                 size += 2 * sizeof(struct track);
2421
2422         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2423                 /*
2424                  * Add some empty padding so that we can catch
2425                  * overwrites from earlier objects rather than let
2426                  * tracking information or the free pointer be
2427                  * corrupted if a user writes before the start
2428                  * of the object.
2429                  */
2430                 size += sizeof(void *);
2431 #endif
2432
2433         /*
2434          * Determine the alignment based on various parameters that the
2435          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2436          * on bootup.
2437          */
2438         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2439
2440         /*
2441          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2442          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2443          * each object to conform to the alignment.
2444          */
2445         size = ALIGN(size, align);
2446         s->size = size;
2447         if (forced_order >= 0)
2448                 order = forced_order;
2449         else
2450                 order = calculate_order(size);
2451
2452         if (order < 0)
2453                 return 0;
2454
2455         s->allocflags = 0;
2456         if (order)
2457                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2458
2459         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2460                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2461
2462         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2463                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2464
2465         /*
2466          * Determine the number of objects per slab
2467          */
2468         s->oo = oo_make(order, size);
2469         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2470         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2471                 s->max = s->oo;
2472
2473         return !!oo_objects(s->oo);
2474
2475 }
2476
2477 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2478                 const char *name, size_t size,
2479                 size_t align, unsigned long flags,
2480                 void (*ctor)(void *))
2481 {
2482         memset(s, 0, kmem_size);
2483         s->name = name;
2484         s->ctor = ctor;
2485         s->objsize = size;
2486         s->align = align;
2487         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2488
2489         if (!calculate_sizes(s, -1))
2490                 goto error;
2491
2492         /*
2493          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2494          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2495          */
2496         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2497         s->refcount = 1;
2498 #ifdef CONFIG_NUMA
2499         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2500 #endif
2501         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2502                 goto error;
2503
2504         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2505                 return 1;
2506         free_kmem_cache_nodes(s);
2507 error:
2508         if (flags & SLAB_PANIC)
2509                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2510                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2511                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2512                         s->offset, flags);
2513         return 0;
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Check if a given pointer is valid
2518  */
2519 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2520 {
2521         struct page *page;
2522
2523         page = get_object_page(object);
2524
2525         if (!page || s != page->slab)
2526                 /* No slab or wrong slab */
2527                 return 0;
2528
2529         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2530                 return 0;
2531
2532         /*
2533          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2534          * But this would be too expensive and it seems that the main
2535          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2536          * to a certain slab.
2537          */
2538         return 1;
2539 }
2540 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2541
2542 /*
2543  * Determine the size of a slab object
2544  */
2545 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2546 {
2547         return s->objsize;
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2550
2551 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2552 {
2553         return s->name;
2554 }
2555 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2556
2557 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2558                                                         const char *text)
2559 {
2560 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2561         void *addr = page_address(page);
2562         void *p;
2563         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2564
2565         bitmap_zero(map, page->objects);
2566         slab_err(s, page, "%s", text);
2567         slab_lock(page);
2568         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2569                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2570
2571         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2572
2573                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2574                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2575                                                         p, p - addr);
2576                         print_tracking(s, p);
2577                 }
2578         }
2579         slab_unlock(page);
2580 #endif
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2585  */
2586 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2587 {
2588         unsigned long flags;
2589         struct page *page, *h;
2590
2591         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2592         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2593                 if (!page->inuse) {
2594                         list_del(&page->lru);
2595                         discard_slab(s, page);
2596                         n->nr_partial--;
2597                 } else {
2598                         list_slab_objects(s, page,
2599                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2600                 }
2601         }
2602         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Release all resources used by a slab cache.
2607  */
2608 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2609 {
2610         int node;
2611
2612         flush_all(s);
2613
2614         /* Attempt to free all objects */
2615         free_kmem_cache_cpus(s);
2616         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2617                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2618
2619                 free_partial(s, n);
2620                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2621                         return 1;
2622         }
2623         free_kmem_cache_nodes(s);
2624         return 0;
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2629  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2630  */
2631 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2632 {
2633         if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2634                 rcu_barrier();
2635         down_write(&slub_lock);
2636         s->refcount--;
2637         if (!s->refcount) {
2638                 list_del(&s->list);
2639                 up_write(&slub_lock);
2640                 if (kmem_cache_close(s)) {
2641                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2642                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2643                         dump_stack();
2644                 }
2645                 sysfs_slab_remove(s);
2646         } else
2647                 up_write(&slub_lock);
2648 }
2649 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2650
2651 /********************************************************************
2652  *              Kmalloc subsystem
2653  *******************************************************************/
2654
2655 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2656 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2657
2658 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2659 {
2660         get_option(&str, &slub_min_order);
2661
2662         return 1;
2663 }
2664
2665 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2666
2667 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2668 {
2669         get_option(&str, &slub_max_order);
2670         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2671
2672         return 1;
2673 }
2674
2675 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2676
2677 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2678 {
2679         get_option(&str, &slub_min_objects);
2680
2681         return 1;
2682 }
2683
2684 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2685
2686 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2687 {
2688         slub_nomerge = 1;
2689         return 1;
2690 }
2691
2692 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2693
2694 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2695                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2696 {
2697         unsigned int flags = 0;
2698
2699         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2700                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2701
2702         /*
2703          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2704          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2705          */
2706         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2707                                                                 flags, NULL))
2708                 goto panic;
2709
2710         list_add(&s->list, &slab_caches);
2711
2712         if (sysfs_slab_add(s))
2713                 goto panic;
2714         return s;
2715
2716 panic:
2717         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2718 }
2719
2720 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2721 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2722
2723 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2724 {
2725         struct kmem_cache *s;
2726
2727         down_write(&slub_lock);
2728         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2729                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2730                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2731                         sysfs_slab_add(s);
2732                 }
2733         }
2734         up_write(&slub_lock);
2735 }
2736
2737 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2738
2739 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2740 {
2741         struct kmem_cache *s;
2742         char *text;
2743         size_t realsize;
2744         unsigned long slabflags;
2745
2746         s = kmalloc_caches_dma[index];
2747         if (s)
2748                 return s;
2749
2750         /* Dynamically create dma cache */
2751         if (flags & __GFP_WAIT)
2752                 down_write(&slub_lock);
2753         else {
2754                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2755                         goto out;
2756         }
2757
2758         if (kmalloc_caches_dma[index])
2759                 goto unlock_out;
2760
2761         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2762         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2763                          (unsigned int)realsize);
2764         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2765
2766         /*
2767          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2768          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2769          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2770          * adding all existing slabs to sysfs.
2771          */
2772         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2773         if (slab_state >= SYSFS)
2774                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2775
2776         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2777                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2778                 kfree(s);
2779                 kfree(text);
2780                 goto unlock_out;
2781         }
2782
2783         list_add(&s->list, &slab_caches);
2784         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2785
2786         if (slab_state >= SYSFS)
2787                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2788
2789 unlock_out:
2790         up_write(&slub_lock);
2791 out:
2792         return kmalloc_caches_dma[index];
2793 }
2794 #endif
2795
2796 /*
2797  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2798  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2799  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2800  * fls.
2801  */
2802 static s8 size_index[24] = {
2803         3,      /* 8 */
2804         4,      /* 16 */
2805         5,      /* 24 */
2806         5,      /* 32 */
2807         6,      /* 40 */
2808         6,      /* 48 */
2809         6,      /* 56 */
2810         6,      /* 64 */
2811         1,      /* 72 */
2812         1,      /* 80 */
2813         1,      /* 88 */
2814         1,      /* 96 */
2815         7,      /* 104 */
2816         7,      /* 112 */
2817         7,      /* 120 */
2818         7,      /* 128 */
2819         2,      /* 136 */
2820         2,      /* 144 */
2821         2,      /* 152 */
2822         2,      /* 160 */
2823         2,      /* 168 */
2824         2,      /* 176 */
2825         2,      /* 184 */
2826         2       /* 192 */
2827 };
2828
2829 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2830 {
2831         int index;
2832
2833         if (size <= 192) {
2834                 if (!size)
2835                         return ZERO_SIZE_PTR;
2836
2837                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2838         } else
2839                 index = fls(size - 1);
2840
2841 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2842         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2843                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2844
2845 #endif
2846         return &kmalloc_caches[index];
2847 }
2848
2849 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2850 {
2851         struct kmem_cache *s;
2852         void *ret;
2853
2854         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2855                 return kmalloc_large(size, flags);
2856
2857         s = get_slab(size, flags);
2858
2859         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2860                 return s;
2861
2862         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2863
2864         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2865
2866         return ret;
2867 }
2868 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2869
2870 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2871 {
2872         struct page *page;
2873
2874         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2875         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2876         if (page)
2877                 return page_address(page);
2878         else
2879                 return NULL;
2880 }
2881
2882 #ifdef CONFIG_NUMA
2883 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2884 {
2885         struct kmem_cache *s;
2886         void *ret;
2887
2888         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2889                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2890
2891                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2892                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2893                                    flags, node);
2894
2895                 return ret;
2896         }
2897
2898         s = get_slab(size, flags);
2899
2900         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2901                 return s;
2902
2903         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2904
2905         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2906
2907         return ret;
2908 }
2909 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2910 #endif
2911
2912 size_t ksize(const void *object)
2913 {
2914         struct page *page;
2915         struct kmem_cache *s;
2916
2917         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2918                 return 0;
2919
2920         page = virt_to_head_page(object);
2921
2922         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2923                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2924                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2925         }
2926         s = page->slab;
2927
2928 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2929         /*
2930          * Debugging requires use of the padding between object
2931          * and whatever may come after it.
2932          */
2933         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2934                 return s->objsize;
2935
2936 #endif
2937         /*
2938          * If we have the need to store the freelist pointer
2939          * back there or track user information then we can
2940          * only use the space before that information.
2941          */
2942         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2943                 return s->inuse;
2944         /*
2945          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2946          */
2947         return s->size;
2948 }
2949 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2950
2951 void kfree(const void *x)
2952 {
2953         struct page *page;
2954         void *object = (void *)x;
2955
2956         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2957
2958         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2959                 return;
2960
2961         page = virt_to_head_page(x);
2962         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2963                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2964                 put_page(page);
2965                 return;
2966         }
2967         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2968 }
2969 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2970
2971 /*
2972  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2973  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2974  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2975  * and thus they can be removed from the partial lists.
2976  *
2977  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2978  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2979  * are freed in them.
2980  */
2981 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2982 {
2983         int node;
2984         int i;
2985         struct kmem_cache_node *n;
2986         struct page *page;
2987         struct page *t;
2988         int objects = oo_objects(s->max);
2989         struct list_head *slabs_by_inuse =
2990                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2991         unsigned long flags;
2992
2993         if (!slabs_by_inuse)
2994                 return -ENOMEM;
2995
2996         flush_all(s);
2997         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2998                 n = get_node(s, node);
2999
3000                 if (!n->nr_partial)
3001                         continue;
3002
3003                 for (i = 0; i < objects; i++)
3004                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3005
3006                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3007
3008                 /*
3009                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3010                  *
3011                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3012                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3013                  */
3014                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3015                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3016                                 /*
3017                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3018                                  * may have freed the last object and be
3019                                  * waiting to release the slab.
3020                                  */
3021                                 list_del(&page->lru);
3022                                 n->nr_partial--;
3023                                 slab_unlock(page);
3024                                 discard_slab(s, page);
3025                         } else {
3026                                 list_move(&page->lru,
3027                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3028                         }
3029                 }
3030
3031                 /*
3032                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3033                  * first and the least used slabs at the end.
3034                  */
3035                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3036                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3037
3038                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3039         }
3040
3041         kfree(slabs_by_inuse);
3042         return 0;
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3045
3046 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3047 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3048 {
3049         struct kmem_cache *s;
3050
3051         down_read(&slub_lock);
3052         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3053                 kmem_cache_shrink(s);
3054         up_read(&slub_lock);
3055
3056         return 0;
3057 }
3058
3059 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3060 {
3061         struct kmem_cache_node *n;
3062         struct kmem_cache *s;
3063         struct memory_notify *marg = arg;
3064         int offline_node;
3065
3066         offline_node = marg->status_change_nid;
3067
3068         /*
3069          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3070          * for it yet.
3071          */
3072         if (offline_node < 0)
3073                 return;
3074
3075         down_read(&slub_lock);
3076         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3077                 n = get_node(s, offline_node);
3078                 if (n) {
3079                         /*
3080                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3081                          * that is going down. We were unable to free them,
3082                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3083                          * callback. So, we must fail.
3084                          */
3085                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3086
3087                         s->node[offline_node] = NULL;
3088                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3089                 }
3090         }
3091         up_read(&slub_lock);
3092 }
3093
3094 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3095 {
3096         struct kmem_cache_node *n;
3097         struct kmem_cache *s;
3098         struct memory_notify *marg = arg;
3099         int nid = marg->status_change_nid;
3100         int ret = 0;
3101
3102         /*
3103          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3104          * already created. Nothing to do.
3105          */
3106         if (nid < 0)
3107                 return 0;
3108
3109         /*
3110          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3111          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3112          * online.
3113          */
3114         down_read(&slub_lock);
3115         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3116                 /*
3117                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3118                  *      since memory is not yet available from the node that
3119                  *      is brought up.
3120                  */
3121                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3122                 if (!n) {
3123                         ret = -ENOMEM;
3124                         goto out;
3125                 }
3126                 init_kmem_cache_node(n, s);
3127                 s->node[nid] = n;
3128         }
3129 out:
3130         up_read(&slub_lock);
3131         return ret;
3132 }
3133
3134 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3135                                 unsigned long action, void *arg)
3136 {
3137         int ret = 0;
3138
3139         switch (action) {
3140         case MEM_GOING_ONLINE:
3141                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3142                 break;
3143         case MEM_GOING_OFFLINE:
3144                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3145                 break;
3146         case MEM_OFFLINE:
3147         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3148                 slab_mem_offline_callback(arg);
3149                 break;
3150         case MEM_ONLINE:
3151         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3152                 break;
3153         }
3154         if (ret)
3155                 ret = notifier_from_errno(ret);
3156         else
3157                 ret = NOTIFY_OK;
3158         return ret;
3159 }
3160
3161 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3162
3163 /********************************************************************
3164  *                      Basic setup of slabs
3165  *******************************************************************/
3166
3167 void __init kmem_cache_init(void)
3168 {
3169         int i;
3170         int caches = 0;
3171
3172         init_alloc_cpu();
3173
3174 #ifdef CONFIG_NUMA
3175         /*
3176          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3177          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3178          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3179          */
3180         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3181                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3182         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3183         caches++;
3184
3185         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3186 #endif
3187
3188         /* Able to allocate the per node structures */
3189         slab_state = PARTIAL;
3190
3191         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3192         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3193                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3194                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3195                 caches++;
3196                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3197                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3198                 caches++;
3199         }
3200
3201         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3202                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3203                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3204                 caches++;
3205         }
3206
3207
3208         /*
3209          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3210          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3211          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3212          *
3213          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3214          * handle the index determination for the smaller caches.
3215          *
3216          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3217          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3218          */
3219         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3220                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3221
3222         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3223                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3224
3225         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3226                 /*
3227                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3228                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3229                  * instead.
3230                  */
3231                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3232                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3233         }
3234
3235         slab_state = UP;
3236
3237         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3238         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3239                 kmalloc_caches[i]. name =
3240                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3241
3242 #ifdef CONFIG_SMP
3243         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3244         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3245                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3246 #else
3247         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3248 #endif
3249
3250         printk(KERN_INFO
3251                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3252                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3253                 caches, cache_line_size(),
3254                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3255                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3256 }
3257
3258 void __init kmem_cache_init_late(void)
3259 {
3260 }
3261
3262 /*
3263  * Find a mergeable slab cache
3264  */
3265 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3266 {
3267         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3268                 return 1;
3269
3270         if (s->ctor)
3271                 return 1;
3272
3273         /*
3274          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3275          */
3276         if (s->refcount < 0)
3277                 return 1;
3278
3279         return 0;
3280 }
3281
3282 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3283                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3284                 void (*ctor)(void *))
3285 {
3286         struct kmem_cache *s;
3287
3288         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3289                 return NULL;
3290
3291         if (ctor)
3292                 return NULL;
3293
3294         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3295         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3296         size = ALIGN(size, align);
3297         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3298
3299         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3300                 if (slab_unmergeable(s))
3301                         continue;
3302
3303                 if (size > s->size)
3304                         continue;
3305
3306                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3307                                 continue;
3308                 /*
3309                  * Check if alignment is compatible.
3310                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3311                  */
3312                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3313                         continue;
3314
3315                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3316                         continue;
3317
3318                 return s;
3319         }
3320         return NULL;
3321 }
3322
3323 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3324                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3325 {
3326         struct kmem_cache *s;
3327
3328         down_write(&slub_lock);
3329         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3330         if (s) {
3331                 int cpu;
3332
3333                 s->refcount++;
3334                 /*
3335                  * Adjust the object sizes so that we clear
3336                  * the complete object on kzalloc.
3337                  */
3338                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3339
3340                 /*
3341                  * And then we need to update the object size in the
3342                  * per cpu structures
3343                  */
3344                 for_each_online_cpu(cpu)
3345                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3346
3347                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3348                 up_write(&slub_lock);
3349
3350                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3351                         down_write(&slub_lock);
3352                         s->refcount--;
3353                         up_write(&slub_lock);
3354                         goto err;
3355                 }
3356                 return s;
3357         }
3358
3359         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3360         if (s) {
3361                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3362                                 size, align, flags, ctor)) {
3363                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3364                         up_write(&slub_lock);
3365                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3366                                 down_write(&slub_lock);
3367                                 list_del(&s->list);
3368                                 up_write(&slub_lock);
3369                                 kfree(s);
3370                                 goto err;
3371                         }
3372                         return s;
3373                 }
3374                 kfree(s);
3375         }
3376         up_write(&slub_lock);
3377
3378 err:
3379         if (flags & SLAB_PANIC)
3380                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3381         else
3382                 s = NULL;
3383         return s;
3384 }
3385 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3386
3387 #ifdef CONFIG_SMP
3388 /*
3389  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3390  * necessary.
3391  */
3392 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3393                 unsigned long action, void *hcpu)
3394 {
3395         long cpu = (long)hcpu;
3396         struct kmem_cache *s;
3397         unsigned long flags;
3398
3399         switch (action) {
3400         case CPU_UP_PREPARE:
3401         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3402                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3403                 down_read(&slub_lock);
3404                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3405                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3406                                                         GFP_KERNEL);
3407                 up_read(&slub_lock);
3408                 break;
3409
3410         case CPU_UP_CANCELED:
3411         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3412         case CPU_DEAD:
3413         case CPU_DEAD_FROZEN:
3414                 down_read(&slub_lock);
3415                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3416                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3417
3418                         local_irq_save(flags);
3419                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3420                         local_irq_restore(flags);
3421                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3422                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3423                 }
3424                 up_read(&slub_lock);
3425                 break;
3426         default:
3427                 break;
3428         }
3429         return NOTIFY_OK;
3430 }
3431
3432 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3433         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3434 };
3435
3436 #endif
3437
3438 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3439 {
3440         struct kmem_cache *s;
3441         void *ret;
3442
3443         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3444                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3445
3446         s = get_slab(size, gfpflags);
3447
3448         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3449                 return s;
3450
3451         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3452
3453         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3454         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3455
3456         return ret;
3457 }
3458
3459 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3460                                         int node, unsigned long caller)
3461 {
3462         struct kmem_cache *s;
3463         void *ret;
3464
3465         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3466                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3467
3468         s = get_slab(size, gfpflags);
3469
3470         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3471                 return s;
3472
3473         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3474
3475         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3476         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3477
3478         return ret;
3479 }
3480
3481 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3482 static int count_inuse(struct page *page)
3483 {
3484         return page->inuse;
3485 }
3486
3487 static int count_total(struct page *page)
3488 {
3489         return page->objects;
3490 }
3491
3492 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3493                                                 unsigned long *map)
3494 {
3495         void *p;
3496         void *addr = page_address(page);
3497
3498         if (!check_slab(s, page) ||
3499                         !on_freelist(s, page, NULL))
3500                 return 0;
3501
3502         /* Now we know that a valid freelist exists */
3503         bitmap_zero(map, page->objects);
3504
3505         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3506                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3507                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3508                         return 0;
3509         }
3510
3511         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3512                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3513                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3514                                 return 0;
3515         return 1;
3516 }
3517
3518 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3519                                                 unsigned long *map)
3520 {
3521         if (slab_trylock(page)) {
3522                 validate_slab(s, page, map);
3523                 slab_unlock(page);
3524         } else
3525                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3526                         s->name, page);
3527
3528         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3529                 if (!PageSlubDebug(page))
3530                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3531                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3532         } else {
3533                 if (PageSlubDebug(page))
3534                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3535                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3536         }
3537 }
3538
3539 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3540                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3541 {
3542         unsigned long count = 0;
3543         struct page *page;
3544         unsigned long flags;
3545
3546         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3547
3548         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3549                 validate_slab_slab(s, page, map);
3550                 count++;
3551         }
3552         if (count != n->nr_partial)
3553                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3554                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3555
3556         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3557                 goto out;
3558
3559         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3560                 validate_slab_slab(s, page, map);
3561                 count++;
3562         }
3563         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3564                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3565                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3566                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3567
3568 out:
3569         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3570         return count;
3571 }
3572
3573 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3574 {
3575         int node;
3576         unsigned long count = 0;
3577         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3578                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3579
3580         if (!map)
3581                 return -ENOMEM;
3582
3583         flush_all(s);
3584         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3585                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3586
3587                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3588         }
3589         kfree(map);
3590         return count;
3591 }
3592
3593 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3594 static void resiliency_test(void)
3595 {
3596         u8 *p;
3597
3598         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3599         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3600         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3601
3602         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3603         p[16] = 0x12;
3604         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3605                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3606
3607         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3608
3609         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3610         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3611         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3612         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3613                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3614         printk(KERN_ERR
3615                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3616
3617         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3618         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3619         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3620         *p = 0x56;
3621         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3622                                                                         p);
3623         printk(KERN_ERR
3624                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3625         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3626
3627         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3628         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3629         kfree(p);
3630         *p = 0x78;
3631         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3632         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3633
3634         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3635         kfree(p);
3636         p[50] = 0x9a;
3637         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3638                         p);
3639         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3640
3641         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3642         kfree(p);
3643         p[512] = 0xab;
3644         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3645         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3646 }
3647 #else
3648 static void resiliency_test(void) {};
3649 #endif
3650
3651 /*
3652  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3653  * and freed.
3654  */
3655
3656 struct location {
3657         unsigned long count;
3658         unsigned long addr;
3659         long long sum_time;
3660         long min_time;
3661         long max_time;
3662         long min_pid;
3663         long max_pid;
3664         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3665         nodemask_t nodes;
3666 };
3667
3668 struct loc_track {
3669         unsigned long max;
3670         unsigned long count;
3671         struct location *loc;
3672 };
3673
3674 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3675 {
3676         if (t->max)
3677                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3678                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3679 }
3680
3681 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3682 {
3683         struct location *l;
3684         int order;
3685
3686         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3687
3688         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3689         if (!l)
3690                 return 0;
3691
3692         if (t->count) {
3693                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3694                 free_loc_track(t);
3695         }
3696         t->max = max;
3697         t->loc = l;
3698         return 1;
3699 }
3700
3701 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3702                                 const struct track *track)
3703 {
3704         long start, end, pos;
3705         struct location *l;
3706         unsigned long caddr;
3707         unsigned long age = jiffies - track->when;
3708
3709         start = -1;
3710         end = t->count;
3711
3712         for ( ; ; ) {
3713                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3714
3715                 /*
3716                  * There is nothing at "end". If we end up there
3717                  * we need to add something to before end.
3718                  */
3719                 if (pos == end)
3720                         break;
3721
3722                 caddr = t->loc[pos].addr;
3723                 if (track->addr == caddr) {
3724
3725                         l = &t->loc[pos];
3726                         l->count++;
3727                         if (track->when) {
3728                                 l->sum_time += age;
3729                                 if (age < l->min_time)
3730                                         l->min_time = age;
3731                                 if (age > l->max_time)
3732                                         l->max_time = age;
3733
3734                                 if (track->pid < l->min_pid)
3735                                         l->min_pid = track->pid;
3736                                 if (track->pid > l->max_pid)
3737                                         l->max_pid = track->pid;
3738
3739                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3740                                                 to_cpumask(l->cpus));
3741                         }
3742                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3743                         return 1;
3744                 }
3745
3746                 if (track->addr < caddr)
3747                         end = pos;
3748                 else
3749                         start = pos;
3750         }
3751
3752         /*
3753          * Not found. Insert new tracking element.
3754          */
3755         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3756                 return 0;
3757
3758         l = t->loc + pos;
3759         if (pos < t->count)
3760                 memmove(l + 1, l,
3761                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3762         t->count++;
3763         l->count = 1;
3764         l->addr = track->addr;
3765         l->sum_time = age;
3766         l->min_time = age;
3767         l->max_time = age;
3768         l->min_pid = track->pid;
3769         l->max_pid = track->pid;
3770         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3771         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3772         nodes_clear(l->nodes);
3773         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3774         return 1;
3775 }
3776
3777 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3778                 struct page *page, enum track_item alloc)
3779 {
3780         void *addr = page_address(page);
3781         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3782         void *p;
3783
3784         bitmap_zero(map, page->objects);
3785         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3786                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3787
3788         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3789                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3790                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3791 }
3792
3793 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3794                                         enum track_item alloc)
3795 {
3796         int len = 0;
3797         unsigned long i;
3798         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3799         int node;
3800
3801         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3802                         GFP_TEMPORARY))
3803                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3804
3805         /* Push back cpu slabs */
3806         flush_all(s);
3807
3808         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3809                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3810                 unsigned long flags;
3811                 struct page *page;
3812
3813                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3814                         continue;
3815
3816                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3817                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3818                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3819                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3820                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3821                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3822         }
3823
3824         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3825                 struct location *l = &t.loc[i];
3826
3827                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3828                         break;
3829                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3830
3831                 if (l->addr)
3832                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3833                 else
3834                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3835
3836                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3837                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3838                                 l->min_time,
3839                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3840                                 l->max_time);
3841                 } else
3842                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3843                                 l->min_time);
3844
3845                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3846                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3847                                 l->min_pid, l->max_pid);
3848                 else
3849                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3850                                 l->min_pid);
3851
3852                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3853                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3854                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3855                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3856                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3857                                                  to_cpumask(l->cpus));
3858                 }
3859
3860                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3861                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3862                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3863                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3864                                         l->nodes);
3865                 }
3866
3867                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3868         }
3869
3870         free_loc_track(&t);
3871         if (!t.count)
3872                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3873         return len;
3874 }
3875
3876 enum slab_stat_type {
3877         SL_ALL,                 /* All slabs */
3878         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3879         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3880         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3881         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3882 };
3883
3884 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3885 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3886 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3887 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3888 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3889
3890 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3891                             char *buf, unsigned long flags)
3892 {
3893         unsigned long total = 0;
3894         int node;
3895         int x;
3896         unsigned long *nodes;
3897         unsigned long *per_cpu;
3898
3899         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3900         if (!nodes)
3901                 return -ENOMEM;
3902         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3903
3904         if (flags & SO_CPU) {
3905                 int cpu;
3906
3907                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3908                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3909
3910                         if (!c || c->node < 0)
3911                                 continue;
3912
3913                         if (c->page) {
3914                                         if (flags & SO_TOTAL)
3915                                                 x = c->page->objects;
3916                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3917                                         x = c->page->inuse;
3918                                 else
3919                                         x = 1;
3920
3921                                 total += x;
3922                                 nodes[c->node] += x;
3923                         }
3924                         per_cpu[c->node]++;
3925                 }
3926         }
3927
3928         if (flags & SO_ALL) {
3929                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3930                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3931
3932                 if (flags & SO_TOTAL)
3933                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3934                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3935                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3936                                 count_partial(n, count_free);
3937
3938                         else
3939                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3940                         total += x;
3941                         nodes[node] += x;
3942                 }
3943
3944         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3945                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3946                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3947
3948                         if (flags & SO_TOTAL)
3949                                 x = count_partial(n, count_total);
3950                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3951                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3952                         else
3953                                 x = n->nr_partial;
3954                         total += x;
3955                         nodes[node] += x;
3956                 }
3957         }
3958         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3959 #ifdef CONFIG_NUMA
3960         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3961                 if (nodes[node])
3962                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3963                                         node, nodes[node]);
3964 #endif
3965         kfree(nodes);
3966         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3967 }
3968
3969 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3970 {
3971         int node;
3972
3973         for_each_online_node(node) {
3974                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3975
3976                 if (!n)
3977                         continue;
3978
3979                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3980                         return 1;
3981         }
3982         return 0;
3983 }
3984
3985 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3986 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3987
3988 struct slab_attribute {
3989         struct attribute attr;
3990         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3991         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3992 };
3993
3994 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3995         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3996
3997 #define SLAB_ATTR(_name) \
3998         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3999         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4000
4001 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4002 {
4003         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4004 }
4005 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4006
4007 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4008 {
4009         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4010 }
4011 SLAB_ATTR_RO(align);
4012
4013 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4014 {
4015         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4016 }
4017 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4018
4019 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4020 {
4021         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4022 }
4023 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4024
4025 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4026                                 const char *buf, size_t length)
4027 {
4028         unsigned long order;
4029         int err;
4030
4031         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4032         if (err)
4033                 return err;
4034
4035         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4036                 return -EINVAL;
4037
4038         calculate_sizes(s, order);
4039         return length;
4040 }
4041
4042 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4043 {
4044         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4045 }
4046 SLAB_ATTR(order);
4047
4048 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4049 {
4050         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4051 }
4052
4053 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4054                                  size_t length)
4055 {
4056         unsigned long min;
4057         int err;
4058
4059         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4060         if (err)
4061                 return err;
4062
4063         set_min_partial(s, min);
4064         return length;
4065 }
4066 SLAB_ATTR(min_partial);
4067
4068 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4069 {
4070         if (s->ctor) {
4071                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4072
4073                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4074         }
4075         return 0;
4076 }
4077 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4078
4079 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4080 {
4081         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4082 }
4083 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4084
4085 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4086 {
4087         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4088 }
4089 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4090
4091 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4092 {
4093         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4094 }
4095 SLAB_ATTR_RO(partial);
4096
4097 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4098 {
4099         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4100 }
4101 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4102
4103 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4104 {
4105         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4106 }
4107 SLAB_ATTR_RO(objects);
4108
4109 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4110 {
4111         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4112 }
4113 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4114
4115 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4116 {
4117         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4118 }
4119 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4120
4121 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4122 {
4123         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4124 }
4125
4126 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4127                                 const char *buf, size_t length)
4128 {
4129         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4130         if (buf[0] == '1')
4131                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4132         return length;
4133 }
4134 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4135
4136 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4137 {
4138         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4139 }
4140
4141 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4142                                                         size_t length)
4143 {
4144         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4145         if (buf[0] == '1')
4146                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4147         return length;
4148 }
4149 SLAB_ATTR(trace);
4150
4151 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4152 {
4153         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4154 }
4155
4156 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4157                                 const char *buf, size_t length)
4158 {
4159         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4160         if (buf[0] == '1')
4161                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4162         return length;
4163 }
4164 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4165
4166 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4167 {
4168         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4169 }
4170 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4171
4172 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4173 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4174 {
4175         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4176 }
4177 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4178 #endif
4179
4180 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4181 {
4182         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4183 }
4184 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4185
4186 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4187 {
4188         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4189 }
4190
4191 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4192                                 const char *buf, size_t length)
4193 {
4194         if (any_slab_objects(s))
4195                 return -EBUSY;
4196
4197         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4198         if (buf[0] == '1')
4199                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4200         calculate_sizes(s, -1);
4201         return length;
4202 }
4203 SLAB_ATTR(red_zone);
4204
4205 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4206 {
4207         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4208 }
4209
4210 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4211                                 const char *buf, size_t length)
4212 {
4213         if (any_slab_objects(s))
4214                 return -EBUSY;
4215
4216         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4217         if (buf[0] == '1')
4218                 s->flags |= SLAB_POISON;
4219         calculate_sizes(s, -1);
4220         return length;
4221 }
4222 SLAB_ATTR(poison);
4223
4224 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4225 {
4226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4227 }
4228
4229 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4230                                 const char *buf, size_t length)
4231 {
4232         if (any_slab_objects(s))
4233                 return -EBUSY;
4234
4235         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4236         if (buf[0] == '1')
4237                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4238         calculate_sizes(s, -1);
4239         return length;
4240 }
4241 SLAB_ATTR(store_user);
4242
4243 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4244 {
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4249                         const char *buf, size_t length)
4250 {
4251         int ret = -EINVAL;
4252
4253         if (buf[0] == '1') {
4254                 ret = validate_slab_cache(s);
4255                 if (ret >= 0)
4256                         ret = length;
4257         }
4258         return ret;
4259 }
4260 SLAB_ATTR(validate);
4261
4262 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4263 {
4264         return 0;
4265 }
4266
4267 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4268                         const char *buf, size_t length)
4269 {
4270         if (buf[0] == '1') {
4271                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4272
4273                 if (rc)
4274                         return rc;
4275         } else
4276                 return -EINVAL;
4277         return length;
4278 }
4279 SLAB_ATTR(shrink);
4280
4281 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4282 {
4283         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4284                 return -ENOSYS;
4285         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4286 }
4287 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4288
4289 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4290 {
4291         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4292                 return -ENOSYS;
4293         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4294 }
4295 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4296
4297 #ifdef CONFIG_NUMA
4298 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4299 {
4300         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4301 }
4302
4303 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4304                                 const char *buf, size_t length)
4305 {
4306         unsigned long ratio;
4307         int err;
4308
4309         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4310         if (err)
4311                 return err;
4312
4313         if (ratio <= 100)
4314                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4315
4316         return length;
4317 }
4318 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4319 #endif
4320
4321 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4322 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4323 {
4324         unsigned long sum  = 0;
4325         int cpu;
4326         int len;
4327         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4328
4329         if (!data)
4330                 return -ENOMEM;
4331
4332         for_each_online_cpu(cpu) {
4333                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4334
4335                 data[cpu] = x;
4336                 sum += x;
4337         }
4338
4339         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4340
4341 #ifdef CONFIG_SMP
4342         for_each_online_cpu(cpu) {
4343                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4344                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4345         }
4346 #endif
4347         kfree(data);
4348         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4349 }
4350
4351 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4352 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4353 {                                                               \
4354         return show_stat(s, buf, si);                           \
4355 }                                                               \
4356 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4357
4358 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4359 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4360 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4361 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4362 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4363 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4364 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4365 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4366 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4367 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4368 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4369 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4370 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4371 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4372 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4373 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4374 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4375 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4376 #endif
4377
4378 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4379         &slab_size_attr.attr,
4380         &object_size_attr.attr,
4381         &objs_per_slab_attr.attr,
4382         &order_attr.attr,
4383         &min_partial_attr.attr,
4384         &objects_attr.attr,
4385         &objects_partial_attr.attr,
4386         &total_objects_attr.attr,
4387         &slabs_attr.attr,
4388         &partial_attr.attr,
4389         &cpu_slabs_attr.attr,
4390         &ctor_attr.attr,
4391         &aliases_attr.attr,
4392         &align_attr.attr,
4393         &sanity_checks_attr.attr,
4394         &trace_attr.attr,
4395         &hwcache_align_attr.attr,
4396         &reclaim_account_attr.attr,
4397         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4398         &red_zone_attr.attr,
4399         &poison_attr.attr,
4400         &store_user_attr.attr,
4401         &validate_attr.attr,
4402         &shrink_attr.attr,
4403         &alloc_calls_attr.attr,
4404         &free_calls_attr.attr,
4405 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4406         &cache_dma_attr.attr,
4407 #endif
4408 #ifdef CONFIG_NUMA
4409         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4410 #endif
4411 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4412         &alloc_fastpath_attr.attr,
4413         &alloc_slowpath_attr.attr,
4414         &free_fastpath_attr.attr,
4415         &free_slowpath_attr.attr,
4416         &free_frozen_attr.attr,
4417         &free_add_partial_attr.attr,
4418         &free_remove_partial_attr.attr,
4419         &alloc_from_partial_attr.attr,
4420         &alloc_slab_attr.attr,
4421         &alloc_refill_attr.attr,
4422         &free_slab_attr.attr,
4423         &cpuslab_flush_attr.attr,
4424         &deactivate_full_attr.attr,
4425         &deactivate_empty_attr.attr,
4426         &deactivate_to_head_attr.attr,
4427         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4428         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4429         &order_fallback_attr.attr,
4430 #endif
4431         NULL
4432 };
4433
4434 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4435         .attrs = slab_attrs,
4436 };
4437
4438 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4439                                 struct attribute *attr,
4440                                 char *buf)
4441 {
4442         struct slab_attribute *attribute;
4443         struct kmem_cache *s;
4444         int err;
4445
4446         attribute = to_slab_attr(attr);
4447         s = to_slab(kobj);
4448
4449         if (!attribute->show)
4450                 return -EIO;
4451
4452         err = attribute->show(s, buf);
4453
4454         return err;
4455 }
4456
4457 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4458                                 struct attribute *attr,
4459                                 const char *buf, size_t len)
4460 {
4461         struct slab_attribute *attribute;
4462         struct kmem_cache *s;
4463         int err;
4464
4465         attribute = to_slab_attr(attr);
4466         s = to_slab(kobj);
4467
4468         if (!attribute->store)
4469                 return -EIO;
4470
4471         err = attribute->store(s, buf, len);
4472
4473         return err;
4474 }
4475
4476 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4477 {
4478         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4479
4480         kfree(s);
4481 }
4482
4483 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4484         .show = slab_attr_show,
4485         .store = slab_attr_store,
4486 };
4487
4488 static struct kobj_type slab_ktype = {
4489         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4490         .release = kmem_cache_release
4491 };
4492
4493 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4494 {
4495         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4496
4497         if (ktype == &slab_ktype)
4498                 return 1;
4499         return 0;
4500 }
4501
4502 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4503         .filter = uevent_filter,
4504 };
4505
4506 static struct kset *slab_kset;
4507
4508 #define ID_STR_LENGTH 64
4509
4510 /* Create a unique string id for a slab cache:
4511  *
4512  * Format       :[flags-]size
4513  */
4514 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4515 {
4516         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4517         char *p = name;
4518
4519         BUG_ON(!name);
4520
4521         *p++ = ':';
4522         /*
4523          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4524          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4525          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4526          * are matched during merging to guarantee that the id is
4527          * unique.
4528          */
4529         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4530                 *p++ = 'd';
4531         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4532                 *p++ = 'a';
4533         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4534                 *p++ = 'F';
4535         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4536                 *p++ = 't';
4537         if (p != name + 1)
4538                 *p++ = '-';
4539         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4540         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4541         return name;
4542 }
4543
4544 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4545 {
4546         int err;
4547         const char *name;
4548         int unmergeable;
4549
4550         if (slab_state < SYSFS)
4551                 /* Defer until later */
4552                 return 0;
4553
4554         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4555         if (unmergeable) {
4556                 /*
4557                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4558                  * This is typically the case for debug situations. In that
4559                  * case we can catch duplicate names easily.
4560                  */
4561                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4562                 name = s->name;
4563         } else {
4564                 /*
4565                  * Create a unique name for the slab as a target
4566                  * for the symlinks.
4567                  */
4568                 name = create_unique_id(s);
4569         }
4570
4571         s->kobj.kset = slab_kset;
4572         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4573         if (err) {
4574                 kobject_put(&s->kobj);
4575                 return err;
4576         }
4577
4578         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4579         if (err)
4580                 return err;
4581         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4582         if (!unmergeable) {
4583                 /* Setup first alias */
4584                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4585                 kfree(name);
4586         }
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4591 {
4592         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4593         kobject_del(&s->kobj);
4594         kobject_put(&s->kobj);
4595 }
4596
4597 /*
4598  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4599  * available lest we lose that information.
4600  */
4601 struct saved_alias {
4602         struct kmem_cache *s;
4603         const char *name;
4604         struct saved_alias *next;
4605 };
4606
4607 static struct saved_alias *alias_list;
4608
4609 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4610 {
4611         struct saved_alias *al;
4612
4613         if (slab_state == SYSFS) {
4614                 /*
4615                  * If we have a leftover link then remove it.
4616                  */
4617                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4618                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4619         }
4620
4621         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4622         if (!al)
4623                 return -ENOMEM;
4624
4625         al->s = s;
4626         al->name = name;
4627         al->next = alias_list;
4628         alias_list = al;
4629         return 0;
4630 }
4631
4632 static int __init slab_sysfs_init(void)
4633 {
4634         struct kmem_cache *s;
4635         int err;
4636
4637         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4638         if (!slab_kset) {
4639                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4640                 return -ENOSYS;
4641         }
4642
4643         slab_state = SYSFS;
4644
4645         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4646                 err = sysfs_slab_add(s);
4647                 if (err)
4648                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4649                                                 " to sysfs\n", s->name);
4650         }
4651
4652         while (alias_list) {
4653                 struct saved_alias *al = alias_list;
4654
4655                 alias_list = alias_list->next;
4656                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4657                 if (err)
4658                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4659                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4660                 kfree(al);
4661         }
4662
4663         resiliency_test();
4664         return 0;
4665 }
4666
4667 __initcall(slab_sysfs_init);
4668 #endif
4669
4670 /*
4671  * The /proc/slabinfo ABI
4672  */
4673 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4674 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4675 {
4676         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4677         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4678                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4679         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4680         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4681         seq_putc(m, '\n');
4682 }
4683
4684 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4685 {
4686         loff_t n = *pos;
4687
4688         down_read(&slub_lock);
4689         if (!n)
4690                 print_slabinfo_header(m);
4691
4692         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4693 }
4694
4695 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4696 {
4697         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4698 }
4699
4700 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4701 {
4702         up_read(&slub_lock);
4703 }
4704
4705 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4706 {
4707         unsigned long nr_partials = 0;
4708         unsigned long nr_slabs = 0;
4709         unsigned long nr_inuse = 0;
4710         unsigned long nr_objs = 0;
4711         unsigned long nr_free = 0;
4712         struct kmem_cache *s;
4713         int node;
4714
4715         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4716
4717         for_each_online_node(node) {
4718                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4719
4720                 if (!n)
4721                         continue;
4722
4723                 nr_partials += n->nr_partial;
4724                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4725                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4726                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4727         }
4728
4729         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4730
4731         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4732                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4733                    (1 << oo_order(s->oo)));
4734         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4735         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4736                    0UL);
4737         seq_putc(m, '\n');
4738         return 0;
4739 }
4740
4741 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4742         .start = s_start,
4743         .next = s_next,
4744         .stop = s_stop,
4745         .show = s_show,
4746 };
4747
4748 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4749 {
4750         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4751 }
4752
4753 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4754         .open           = slabinfo_open,
4755         .read           = seq_read,
4756         .llseek         = seq_lseek,
4757         .release        = seq_release,
4758 };
4759
4760 static int __init slab_proc_init(void)
4761 {
4762         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4763         return 0;
4764 }
4765 module_init(slab_proc_init);
4766 #endif /* CONFIG_SLABINFO */