3964d3ce4c1588414dcc03b043b672a5c4769964
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/kmemleak.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
111 #define SLABDEBUG 1
112 #else
113 #define SLABDEBUG 0
114 #endif
115
116 /*
117  * Issues still to be resolved:
118  *
119  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
120  *
121  * - Variable sizing of the per node arrays
122  */
123
124 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
125 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
126
127 /*
128  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
129  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
130  */
131 #define MIN_PARTIAL 5
132
133 /*
134  * Maximum number of desirable partial slabs.
135  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
136  * sort the partial list by the number of objects in the.
137  */
138 #define MAX_PARTIAL 10
139
140 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
141                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
142
143 /*
144  * Set of flags that will prevent slab merging
145  */
146 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
147                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
148
149 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
150                 SLAB_CACHE_DMA)
151
152 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
158 #endif
159
160 #define OO_SHIFT        16
161 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
162 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
163
164 /* Internal SLUB flags */
165 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
166 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
167
168 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
169
170 #ifdef CONFIG_SMP
171 static struct notifier_block slab_notifier;
172 #endif
173
174 static enum {
175         DOWN,           /* No slab functionality available */
176         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
177         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
178         SYSFS           /* Sysfs up */
179 } slab_state = DOWN;
180
181 /* A list of all slab caches on the system */
182 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
183 static LIST_HEAD(slab_caches);
184
185 /*
186  * Tracking user of a slab.
187  */
188 struct track {
189         unsigned long addr;     /* Called from address */
190         int cpu;                /* Was running on cpu */
191         int pid;                /* Pid context */
192         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
193 };
194
195 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
196
197 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
198 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
199 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
200 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
201
202 #else
203 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
204 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
205                                                         { return 0; }
206 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
207 {
208         kfree(s);
209 }
210
211 #endif
212
213 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
214 {
215 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
216         c->stat[si]++;
217 #endif
218 }
219
220 /********************************************************************
221  *                      Core slab cache functions
222  *******************************************************************/
223
224 int slab_is_available(void)
225 {
226         return slab_state >= UP;
227 }
228
229 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
230 {
231 #ifdef CONFIG_NUMA
232         return s->node[node];
233 #else
234         return &s->local_node;
235 #endif
236 }
237
238 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
239 {
240 #ifdef CONFIG_SMP
241         return s->cpu_slab[cpu];
242 #else
243         return &s->cpu_slab;
244 #endif
245 }
246
247 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
248 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
249                                 struct page *page, const void *object)
250 {
251         void *base;
252
253         if (!object)
254                 return 1;
255
256         base = page_address(page);
257         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
258                 (object - base) % s->size) {
259                 return 0;
260         }
261
262         return 1;
263 }
264
265 /*
266  * Slow version of get and set free pointer.
267  *
268  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
269  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
270  * from the page struct.
271  */
272 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
273 {
274         return *(void **)(object + s->offset);
275 }
276
277 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
278 {
279         *(void **)(object + s->offset) = fp;
280 }
281
282 /* Loop over all objects in a slab */
283 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
284         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
285                         __p += (__s)->size)
286
287 /* Scan freelist */
288 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
289         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
290
291 /* Determine object index from a given position */
292 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
293 {
294         return (p - addr) / s->size;
295 }
296
297 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
298                                                 unsigned long size)
299 {
300         struct kmem_cache_order_objects x = {
301                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
302         };
303
304         return x;
305 }
306
307 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
308 {
309         return x.x >> OO_SHIFT;
310 }
311
312 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
313 {
314         return x.x & OO_MASK;
315 }
316
317 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
318 /*
319  * Debug settings:
320  */
321 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
322 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
323 #else
324 static int slub_debug;
325 #endif
326
327 static char *slub_debug_slabs;
328
329 /*
330  * Object debugging
331  */
332 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
333 {
334         int i, offset;
335         int newline = 1;
336         char ascii[17];
337
338         ascii[16] = 0;
339
340         for (i = 0; i < length; i++) {
341                 if (newline) {
342                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
343                         newline = 0;
344                 }
345                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
346                 offset = i % 16;
347                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
348                 if (offset == 15) {
349                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
350                         newline = 1;
351                 }
352         }
353         if (!newline) {
354                 i %= 16;
355                 while (i < 16) {
356                         printk(KERN_CONT "   ");
357                         ascii[i] = ' ';
358                         i++;
359                 }
360                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
361         }
362 }
363
364 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
365         enum track_item alloc)
366 {
367         struct track *p;
368
369         if (s->offset)
370                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
371         else
372                 p = object + s->inuse;
373
374         return p + alloc;
375 }
376
377 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
378                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
379 {
380         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
381
382         if (addr) {
383                 p->addr = addr;
384                 p->cpu = smp_processor_id();
385                 p->pid = current->pid;
386                 p->when = jiffies;
387         } else
388                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
389 }
390
391 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
392 {
393         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
394                 return;
395
396         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
397         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
398 }
399
400 static void print_track(const char *s, struct track *t)
401 {
402         if (!t->addr)
403                 return;
404
405         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
406                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
407 }
408
409 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
410 {
411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
412                 return;
413
414         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
415         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
416 }
417
418 static void print_page_info(struct page *page)
419 {
420         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
421                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
422
423 }
424
425 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
426 {
427         va_list args;
428         char buf[100];
429
430         va_start(args, fmt);
431         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
432         va_end(args);
433         printk(KERN_ERR "========================================"
434                         "=====================================\n");
435         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
436         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
437                         "-------------------------------------\n\n");
438 }
439
440 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
441 {
442         va_list args;
443         char buf[100];
444
445         va_start(args, fmt);
446         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
447         va_end(args);
448         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
449 }
450
451 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
452 {
453         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
454         u8 *addr = page_address(page);
455
456         print_tracking(s, p);
457
458         print_page_info(page);
459
460         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
461                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
462
463         if (p > addr + 16)
464                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
465
466         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
467
468         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
469                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
470                         s->inuse - s->objsize);
471
472         if (s->offset)
473                 off = s->offset + sizeof(void *);
474         else
475                 off = s->inuse;
476
477         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
478                 off += 2 * sizeof(struct track);
479
480         if (off != s->size)
481                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
482                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
483
484         dump_stack();
485 }
486
487 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
488                         u8 *object, char *reason)
489 {
490         slab_bug(s, "%s", reason);
491         print_trailer(s, page, object);
492 }
493
494 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
495 {
496         va_list args;
497         char buf[100];
498
499         va_start(args, fmt);
500         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
501         va_end(args);
502         slab_bug(s, "%s", buf);
503         print_page_info(page);
504         dump_stack();
505 }
506
507 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
508 {
509         u8 *p = object;
510
511         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
512                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
513                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
514         }
515
516         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
517                 memset(p + s->objsize,
518                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
519                         s->inuse - s->objsize);
520 }
521
522 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
523 {
524         while (bytes) {
525                 if (*start != (u8)value)
526                         return start;
527                 start++;
528                 bytes--;
529         }
530         return NULL;
531 }
532
533 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
534                                                 void *from, void *to)
535 {
536         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
537         memset(from, data, to - from);
538 }
539
540 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
541                         u8 *object, char *what,
542                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
543 {
544         u8 *fault;
545         u8 *end;
546
547         fault = check_bytes(start, value, bytes);
548         if (!fault)
549                 return 1;
550
551         end = start + bytes;
552         while (end > fault && end[-1] == value)
553                 end--;
554
555         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
556         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
557                                         fault, end - 1, fault[0], value);
558         print_trailer(s, page, object);
559
560         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
561         return 0;
562 }
563
564 /*
565  * Object layout:
566  *
567  * object address
568  *      Bytes of the object to be managed.
569  *      If the freepointer may overlay the object then the free
570  *      pointer is the first word of the object.
571  *
572  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
573  *      0xa5 (POISON_END)
574  *
575  * object + s->objsize
576  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
577  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
578  *      objsize == inuse.
579  *
580  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
581  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
582  *
583  * object + s->inuse
584  *      Meta data starts here.
585  *
586  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
587  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
588  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
589  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
590  *              before the word boundary.
591  *
592  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
593  *
594  * object + s->size
595  *      Nothing is used beyond s->size.
596  *
597  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
598  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
599  * may be used with merged slabcaches.
600  */
601
602 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
603 {
604         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
605
606         if (s->offset)
607                 /* Freepointer is placed after the object. */
608                 off += sizeof(void *);
609
610         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
611                 /* We also have user information there */
612                 off += 2 * sizeof(struct track);
613
614         if (s->size == off)
615                 return 1;
616
617         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
618                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
619 }
620
621 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
622 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
623 {
624         u8 *start;
625         u8 *fault;
626         u8 *end;
627         int length;
628         int remainder;
629
630         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
631                 return 1;
632
633         start = page_address(page);
634         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
635         end = start + length;
636         remainder = length % s->size;
637         if (!remainder)
638                 return 1;
639
640         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
641         if (!fault)
642                 return 1;
643         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
644                 end--;
645
646         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
647         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
648
649         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
650         return 0;
651 }
652
653 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
654                                         void *object, int active)
655 {
656         u8 *p = object;
657         u8 *endobject = object + s->objsize;
658
659         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
660                 unsigned int red =
661                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
662
663                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
664                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
665                         return 0;
666         } else {
667                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
668                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
669                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
670                 }
671         }
672
673         if (s->flags & SLAB_POISON) {
674                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
675                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
676                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
677                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
678                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
679                         return 0;
680                 /*
681                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
682                  */
683                 check_pad_bytes(s, page, p);
684         }
685
686         if (!s->offset && active)
687                 /*
688                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
689                  * freepointer while object is allocated.
690                  */
691                 return 1;
692
693         /* Check free pointer validity */
694         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
695                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
696                 /*
697                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
698                  * of the free objects in this slab. May cause
699                  * another error because the object count is now wrong.
700                  */
701                 set_freepointer(s, p, NULL);
702                 return 0;
703         }
704         return 1;
705 }
706
707 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
708 {
709         int maxobj;
710
711         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
712
713         if (!PageSlab(page)) {
714                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
715                 return 0;
716         }
717
718         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
719         if (page->objects > maxobj) {
720                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
721                         s->name, page->objects, maxobj);
722                 return 0;
723         }
724         if (page->inuse > page->objects) {
725                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
726                         s->name, page->inuse, page->objects);
727                 return 0;
728         }
729         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
730         slab_pad_check(s, page);
731         return 1;
732 }
733
734 /*
735  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
736  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
737  */
738 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
739 {
740         int nr = 0;
741         void *fp = page->freelist;
742         void *object = NULL;
743         unsigned long max_objects;
744
745         while (fp && nr <= page->objects) {
746                 if (fp == search)
747                         return 1;
748                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
749                         if (object) {
750                                 object_err(s, page, object,
751                                         "Freechain corrupt");
752                                 set_freepointer(s, object, NULL);
753                                 break;
754                         } else {
755                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
756                                 page->freelist = NULL;
757                                 page->inuse = page->objects;
758                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
759                                 return 0;
760                         }
761                         break;
762                 }
763                 object = fp;
764                 fp = get_freepointer(s, object);
765                 nr++;
766         }
767
768         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
769         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
770                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
771
772         if (page->objects != max_objects) {
773                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
774                         "should be %d", page->objects, max_objects);
775                 page->objects = max_objects;
776                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
777         }
778         if (page->inuse != page->objects - nr) {
779                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
780                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
781                 page->inuse = page->objects - nr;
782                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
783         }
784         return search == NULL;
785 }
786
787 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
788                                                                 int alloc)
789 {
790         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
791                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
792                         s->name,
793                         alloc ? "alloc" : "free",
794                         object, page->inuse,
795                         page->freelist);
796
797                 if (!alloc)
798                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
799
800                 dump_stack();
801         }
802 }
803
804 /*
805  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
806  */
807 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
808 {
809         spin_lock(&n->list_lock);
810         list_add(&page->lru, &n->full);
811         spin_unlock(&n->list_lock);
812 }
813
814 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
815 {
816         struct kmem_cache_node *n;
817
818         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
819                 return;
820
821         n = get_node(s, page_to_nid(page));
822
823         spin_lock(&n->list_lock);
824         list_del(&page->lru);
825         spin_unlock(&n->list_lock);
826 }
827
828 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
829 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
830 {
831         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
832
833         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
834 }
835
836 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
837 {
838         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
839
840         /*
841          * May be called early in order to allocate a slab for the
842          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
843          * dilemma by deferring the increment of the count during
844          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
845          */
846         if (!NUMA_BUILD || n) {
847                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
848                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
849         }
850 }
851 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
852 {
853         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
854
855         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
856         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
857 }
858
859 /* Object debug checks for alloc/free paths */
860 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
861                                                                 void *object)
862 {
863         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
864                 return;
865
866         init_object(s, object, 0);
867         init_tracking(s, object);
868 }
869
870 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
871                                         void *object, unsigned long addr)
872 {
873         if (!check_slab(s, page))
874                 goto bad;
875
876         if (!on_freelist(s, page, object)) {
877                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
878                 goto bad;
879         }
880
881         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
882                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
883                 goto bad;
884         }
885
886         if (!check_object(s, page, object, 0))
887                 goto bad;
888
889         /* Success perform special debug activities for allocs */
890         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
891                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
892         trace(s, page, object, 1);
893         init_object(s, object, 1);
894         return 1;
895
896 bad:
897         if (PageSlab(page)) {
898                 /*
899                  * If this is a slab page then lets do the best we can
900                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
901                  * as used avoids touching the remaining objects.
902                  */
903                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
904                 page->inuse = page->objects;
905                 page->freelist = NULL;
906         }
907         return 0;
908 }
909
910 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
911                                         void *object, unsigned long addr)
912 {
913         if (!check_slab(s, page))
914                 goto fail;
915
916         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
917                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
918                 goto fail;
919         }
920
921         if (on_freelist(s, page, object)) {
922                 object_err(s, page, object, "Object already free");
923                 goto fail;
924         }
925
926         if (!check_object(s, page, object, 1))
927                 return 0;
928
929         if (unlikely(s != page->slab)) {
930                 if (!PageSlab(page)) {
931                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
932                                 "outside of slab", object);
933                 } else if (!page->slab) {
934                         printk(KERN_ERR
935                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
936                                                 object);
937                         dump_stack();
938                 } else
939                         object_err(s, page, object,
940                                         "page slab pointer corrupt.");
941                 goto fail;
942         }
943
944         /* Special debug activities for freeing objects */
945         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
946                 remove_full(s, page);
947         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
948                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
949         trace(s, page, object, 0);
950         init_object(s, object, 0);
951         return 1;
952
953 fail:
954         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
955         return 0;
956 }
957
958 static int __init setup_slub_debug(char *str)
959 {
960         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
961         if (*str++ != '=' || !*str)
962                 /*
963                  * No options specified. Switch on full debugging.
964                  */
965                 goto out;
966
967         if (*str == ',')
968                 /*
969                  * No options but restriction on slabs. This means full
970                  * debugging for slabs matching a pattern.
971                  */
972                 goto check_slabs;
973
974         slub_debug = 0;
975         if (*str == '-')
976                 /*
977                  * Switch off all debugging measures.
978                  */
979                 goto out;
980
981         /*
982          * Determine which debug features should be switched on
983          */
984         for (; *str && *str != ','; str++) {
985                 switch (tolower(*str)) {
986                 case 'f':
987                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
988                         break;
989                 case 'z':
990                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
991                         break;
992                 case 'p':
993                         slub_debug |= SLAB_POISON;
994                         break;
995                 case 'u':
996                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
997                         break;
998                 case 't':
999                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1000                         break;
1001                 default:
1002                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1003                                 "unknown. skipped\n", *str);
1004                 }
1005         }
1006
1007 check_slabs:
1008         if (*str == ',')
1009                 slub_debug_slabs = str + 1;
1010 out:
1011         return 1;
1012 }
1013
1014 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1015
1016 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1017         unsigned long flags, const char *name,
1018         void (*ctor)(void *))
1019 {
1020         /*
1021          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1022          */
1023         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1024             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1025                         flags |= slub_debug;
1026
1027         return flags;
1028 }
1029 #else
1030 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1031                         struct page *page, void *object) {}
1032
1033 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1034         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1035
1036 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1037         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1038
1039 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1040                         { return 1; }
1041 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1042                         void *object, int active) { return 1; }
1043 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1044 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1045         unsigned long flags, const char *name,
1046         void (*ctor)(void *))
1047 {
1048         return flags;
1049 }
1050 #define slub_debug 0
1051
1052 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1053                                                         { return 0; }
1054 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1055                                                         int objects) {}
1056 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1057                                                         int objects) {}
1058 #endif
1059
1060 /*
1061  * Slab allocation and freeing
1062  */
1063 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1064                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1065 {
1066         int order = oo_order(oo);
1067
1068         if (node == -1)
1069                 return alloc_pages(flags, order);
1070         else
1071                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1072 }
1073
1074 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1075 {
1076         struct page *page;
1077         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1078
1079         flags |= s->allocflags;
1080
1081         page = alloc_slab_page(flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY, node,
1082                                                                         oo);
1083         if (unlikely(!page)) {
1084                 oo = s->min;
1085                 /*
1086                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1087                  * Try a lower order alloc if possible
1088                  */
1089                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1090                 if (!page)
1091                         return NULL;
1092
1093                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1094         }
1095         page->objects = oo_objects(oo);
1096         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1097                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1098                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1099                 1 << oo_order(oo));
1100
1101         return page;
1102 }
1103
1104 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1105                                 void *object)
1106 {
1107         setup_object_debug(s, page, object);
1108         if (unlikely(s->ctor))
1109                 s->ctor(object);
1110 }
1111
1112 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1113 {
1114         struct page *page;
1115         void *start;
1116         void *last;
1117         void *p;
1118
1119         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1120
1121         page = allocate_slab(s,
1122                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1123         if (!page)
1124                 goto out;
1125
1126         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1127         page->slab = s;
1128         page->flags |= 1 << PG_slab;
1129         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1130                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1131                 __SetPageSlubDebug(page);
1132
1133         start = page_address(page);
1134
1135         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1136                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1137
1138         last = start;
1139         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1140                 setup_object(s, page, last);
1141                 set_freepointer(s, last, p);
1142                 last = p;
1143         }
1144         setup_object(s, page, last);
1145         set_freepointer(s, last, NULL);
1146
1147         page->freelist = start;
1148         page->inuse = 0;
1149 out:
1150         return page;
1151 }
1152
1153 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1154 {
1155         int order = compound_order(page);
1156         int pages = 1 << order;
1157
1158         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1159                 void *p;
1160
1161                 slab_pad_check(s, page);
1162                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1163                                                 page->objects)
1164                         check_object(s, page, p, 0);
1165                 __ClearPageSlubDebug(page);
1166         }
1167
1168         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1169                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1170                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1171                 -pages);
1172
1173         __ClearPageSlab(page);
1174         reset_page_mapcount(page);
1175         if (current->reclaim_state)
1176                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1177         __free_pages(page, order);
1178 }
1179
1180 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1181 {
1182         struct page *page;
1183
1184         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1185         __free_slab(page->slab, page);
1186 }
1187
1188 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1189 {
1190         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1191                 /*
1192                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1193                  */
1194                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1195
1196                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1197         } else
1198                 __free_slab(s, page);
1199 }
1200
1201 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1202 {
1203         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1204         free_slab(s, page);
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Per slab locking using the pagelock
1209  */
1210 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1211 {
1212         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1213 }
1214
1215 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1216 {
1217         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1218 }
1219
1220 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1221 {
1222         int rc = 1;
1223
1224         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1225         return rc;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Management of partially allocated slabs
1230  */
1231 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1232                                 struct page *page, int tail)
1233 {
1234         spin_lock(&n->list_lock);
1235         n->nr_partial++;
1236         if (tail)
1237                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1238         else
1239                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1240         spin_unlock(&n->list_lock);
1241 }
1242
1243 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1244 {
1245         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1246
1247         spin_lock(&n->list_lock);
1248         list_del(&page->lru);
1249         n->nr_partial--;
1250         spin_unlock(&n->list_lock);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Lock slab and remove from the partial list.
1255  *
1256  * Must hold list_lock.
1257  */
1258 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1259                                                         struct page *page)
1260 {
1261         if (slab_trylock(page)) {
1262                 list_del(&page->lru);
1263                 n->nr_partial--;
1264                 __SetPageSlubFrozen(page);
1265                 return 1;
1266         }
1267         return 0;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1272  */
1273 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1274 {
1275         struct page *page;
1276
1277         /*
1278          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1279          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1280          * partial slab and there is none available then get_partials()
1281          * will return NULL.
1282          */
1283         if (!n || !n->nr_partial)
1284                 return NULL;
1285
1286         spin_lock(&n->list_lock);
1287         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1288                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1289                         goto out;
1290         page = NULL;
1291 out:
1292         spin_unlock(&n->list_lock);
1293         return page;
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1298  */
1299 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1300 {
1301 #ifdef CONFIG_NUMA
1302         struct zonelist *zonelist;
1303         struct zoneref *z;
1304         struct zone *zone;
1305         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1306         struct page *page;
1307
1308         /*
1309          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1310          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1311          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1312          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1313          *
1314          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1315          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1316          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1317          * from other nodes and filled up.
1318          *
1319          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1320          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1321          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1322          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1323          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1324          * with available objects.
1325          */
1326         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1327                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1328                 return NULL;
1329
1330         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1331         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1332                 struct kmem_cache_node *n;
1333
1334                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1335
1336                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1337                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1338                         page = get_partial_node(n);
1339                         if (page)
1340                                 return page;
1341                 }
1342         }
1343 #endif
1344         return NULL;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Get a partial page, lock it and return it.
1349  */
1350 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1351 {
1352         struct page *page;
1353         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1354
1355         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1356         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1357                 return page;
1358
1359         return get_any_partial(s, flags);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Move a page back to the lists.
1364  *
1365  * Must be called with the slab lock held.
1366  *
1367  * On exit the slab lock will have been dropped.
1368  */
1369 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1370 {
1371         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1372         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1373
1374         __ClearPageSlubFrozen(page);
1375         if (page->inuse) {
1376
1377                 if (page->freelist) {
1378                         add_partial(n, page, tail);
1379                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1380                 } else {
1381                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1382                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1383                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1384                                 add_full(n, page);
1385                 }
1386                 slab_unlock(page);
1387         } else {
1388                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1389                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1390                         /*
1391                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1392                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1393                          * to come after the other slabs with objects in
1394                          * so that the others get filled first. That way the
1395                          * size of the partial list stays small.
1396                          *
1397                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1398                          * the partial list.
1399                          */
1400                         add_partial(n, page, 1);
1401                         slab_unlock(page);
1402                 } else {
1403                         slab_unlock(page);
1404                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1405                         discard_slab(s, page);
1406                 }
1407         }
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Remove the cpu slab
1412  */
1413 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1414 {
1415         struct page *page = c->page;
1416         int tail = 1;
1417
1418         if (page->freelist)
1419                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1420         /*
1421          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1422          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1423          * to occur.
1424          */
1425         while (unlikely(c->freelist)) {
1426                 void **object;
1427
1428                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1429
1430                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1431                 object = c->freelist;
1432                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1433
1434                 /* And put onto the regular freelist */
1435                 object[c->offset] = page->freelist;
1436                 page->freelist = object;
1437                 page->inuse--;
1438         }
1439         c->page = NULL;
1440         unfreeze_slab(s, page, tail);
1441 }
1442
1443 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1444 {
1445         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1446         slab_lock(c->page);
1447         deactivate_slab(s, c);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Flush cpu slab.
1452  *
1453  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1454  */
1455 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1456 {
1457         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1458
1459         if (likely(c && c->page))
1460                 flush_slab(s, c);
1461 }
1462
1463 static void flush_cpu_slab(void *d)
1464 {
1465         struct kmem_cache *s = d;
1466
1467         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1468 }
1469
1470 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1471 {
1472         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1477  * locality expectations.
1478  */
1479 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1480 {
1481 #ifdef CONFIG_NUMA
1482         if (node != -1 && c->node != node)
1483                 return 0;
1484 #endif
1485         return 1;
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1490  * debugging duties.
1491  *
1492  * Interrupts are disabled.
1493  *
1494  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1495  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1496  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1497  *
1498  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1499  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1500  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1501  *
1502  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1503  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1504  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1505  */
1506 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1507                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1508 {
1509         void **object;
1510         struct page *new;
1511
1512         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1513         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1514
1515         if (!c->page)
1516                 goto new_slab;
1517
1518         slab_lock(c->page);
1519         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1520                 goto another_slab;
1521
1522         stat(c, ALLOC_REFILL);
1523
1524 load_freelist:
1525         object = c->page->freelist;
1526         if (unlikely(!object))
1527                 goto another_slab;
1528         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1529                 goto debug;
1530
1531         c->freelist = object[c->offset];
1532         c->page->inuse = c->page->objects;
1533         c->page->freelist = NULL;
1534         c->node = page_to_nid(c->page);
1535 unlock_out:
1536         slab_unlock(c->page);
1537         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1538         return object;
1539
1540 another_slab:
1541         deactivate_slab(s, c);
1542
1543 new_slab:
1544         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1545         if (new) {
1546                 c->page = new;
1547                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1548                 goto load_freelist;
1549         }
1550
1551         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1552                 local_irq_enable();
1553
1554         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1555
1556         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1557                 local_irq_disable();
1558
1559         if (new) {
1560                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1561                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1562                 if (c->page)
1563                         flush_slab(s, c);
1564                 slab_lock(new);
1565                 __SetPageSlubFrozen(new);
1566                 c->page = new;
1567                 goto load_freelist;
1568         }
1569         return NULL;
1570 debug:
1571         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1572                 goto another_slab;
1573
1574         c->page->inuse++;
1575         c->page->freelist = object[c->offset];
1576         c->node = -1;
1577         goto unlock_out;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1582  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1583  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1584  *
1585  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1586  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1587  *
1588  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1589  */
1590 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1591                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1592 {
1593         void **object;
1594         struct kmem_cache_cpu *c;
1595         unsigned long flags;
1596         unsigned int objsize;
1597
1598         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1599         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1600
1601         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1602                 return NULL;
1603
1604         local_irq_save(flags);
1605         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1606         objsize = c->objsize;
1607         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1608
1609                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1610
1611         else {
1612                 object = c->freelist;
1613                 c->freelist = object[c->offset];
1614                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1615         }
1616         local_irq_restore(flags);
1617
1618         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1619                 memset(object, 0, objsize);
1620
1621         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1622         return object;
1623 }
1624
1625 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1626 {
1627         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1628
1629         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1630
1631         return ret;
1632 }
1633 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1634
1635 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1636 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1637 {
1638         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1639 }
1640 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1641 #endif
1642
1643 #ifdef CONFIG_NUMA
1644 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1645 {
1646         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1647
1648         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1649                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1650
1651         return ret;
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1654 #endif
1655
1656 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1657 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1658                                     gfp_t gfpflags,
1659                                     int node)
1660 {
1661         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1664 #endif
1665
1666 /*
1667  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1668  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1669  *
1670  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1671  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1672  * handling required then we can return immediately.
1673  */
1674 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1675                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1676 {
1677         void *prior;
1678         void **object = (void *)x;
1679         struct kmem_cache_cpu *c;
1680
1681         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1682         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1683         slab_lock(page);
1684
1685         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1686                 goto debug;
1687
1688 checks_ok:
1689         prior = object[offset] = page->freelist;
1690         page->freelist = object;
1691         page->inuse--;
1692
1693         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1694                 stat(c, FREE_FROZEN);
1695                 goto out_unlock;
1696         }
1697
1698         if (unlikely(!page->inuse))
1699                 goto slab_empty;
1700
1701         /*
1702          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1703          * then add it.
1704          */
1705         if (unlikely(!prior)) {
1706                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1707                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1708         }
1709
1710 out_unlock:
1711         slab_unlock(page);
1712         return;
1713
1714 slab_empty:
1715         if (prior) {
1716                 /*
1717                  * Slab still on the partial list.
1718                  */
1719                 remove_partial(s, page);
1720                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1721         }
1722         slab_unlock(page);
1723         stat(c, FREE_SLAB);
1724         discard_slab(s, page);
1725         return;
1726
1727 debug:
1728         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1729                 goto out_unlock;
1730         goto checks_ok;
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1735  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1736  *
1737  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1738  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1739  * the item before.
1740  *
1741  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1742  * with all sorts of special processing.
1743  */
1744 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1745                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1746 {
1747         void **object = (void *)x;
1748         struct kmem_cache_cpu *c;
1749         unsigned long flags;
1750
1751         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1752         local_irq_save(flags);
1753         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1754         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1755         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1756                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1757         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1758                 object[c->offset] = c->freelist;
1759                 c->freelist = object;
1760                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1761         } else
1762                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1763
1764         local_irq_restore(flags);
1765 }
1766
1767 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1768 {
1769         struct page *page;
1770
1771         page = virt_to_head_page(x);
1772
1773         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1774
1775         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1778
1779 /* Figure out on which slab page the object resides */
1780 static struct page *get_object_page(const void *x)
1781 {
1782         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1783
1784         if (!PageSlab(page))
1785                 return NULL;
1786
1787         return page;
1788 }
1789
1790 /*
1791  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1792  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1793  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1794  * another.
1795  *
1796  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1797  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1798  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1799  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1800  * locking overhead.
1801  */
1802
1803 /*
1804  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1805  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1806  * and increases the number of allocations possible without having to
1807  * take the list_lock.
1808  */
1809 static int slub_min_order;
1810 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1811 static int slub_min_objects;
1812
1813 /*
1814  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1815  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1816  */
1817 static int slub_nomerge;
1818
1819 /*
1820  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1821  *
1822  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1823  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1824  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1825  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1826  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1827  * would be wasted.
1828  *
1829  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1830  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1831  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1832  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1833  *
1834  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1835  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1836  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1837  * of space in favor of a small page order.
1838  *
1839  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1840  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1841  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1842  * the smallest order which will fit the object.
1843  */
1844 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1845                                 int max_order, int fract_leftover)
1846 {
1847         int order;
1848         int rem;
1849         int min_order = slub_min_order;
1850
1851         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1852                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1853
1854         for (order = max(min_order,
1855                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1856                         order <= max_order; order++) {
1857
1858                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1859
1860                 if (slab_size < min_objects * size)
1861                         continue;
1862
1863                 rem = slab_size % size;
1864
1865                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1866                         break;
1867
1868         }
1869
1870         return order;
1871 }
1872
1873 static inline int calculate_order(int size)
1874 {
1875         int order;
1876         int min_objects;
1877         int fraction;
1878         int max_objects;
1879
1880         /*
1881          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1882          * works by first attempting to generate a layout with
1883          * the best configuration and backing off gradually.
1884          *
1885          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1886          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1887          */
1888         min_objects = slub_min_objects;
1889         if (!min_objects)
1890                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1891         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1892         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1893
1894         while (min_objects > 1) {
1895                 fraction = 16;
1896                 while (fraction >= 4) {
1897                         order = slab_order(size, min_objects,
1898                                                 slub_max_order, fraction);
1899                         if (order <= slub_max_order)
1900                                 return order;
1901                         fraction /= 2;
1902                 }
1903                 min_objects --;
1904         }
1905
1906         /*
1907          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1908          * lets see if we can place a single object there.
1909          */
1910         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1911         if (order <= slub_max_order)
1912                 return order;
1913
1914         /*
1915          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1916          */
1917         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1918         if (order < MAX_ORDER)
1919                 return order;
1920         return -ENOSYS;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1925  */
1926 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1927                 unsigned long align, unsigned long size)
1928 {
1929         /*
1930          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1931          * suggestion if the object is sufficiently large.
1932          *
1933          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1934          * alignment though. If that is greater then use it.
1935          */
1936         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1937                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1938                 while (size <= ralign / 2)
1939                         ralign /= 2;
1940                 align = max(align, ralign);
1941         }
1942
1943         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1944                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1945
1946         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1947 }
1948
1949 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1950                         struct kmem_cache_cpu *c)
1951 {
1952         c->page = NULL;
1953         c->freelist = NULL;
1954         c->node = 0;
1955         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1956         c->objsize = s->objsize;
1957 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
1958         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
1959 #endif
1960 }
1961
1962 static void
1963 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
1964 {
1965         n->nr_partial = 0;
1966         spin_lock_init(&n->list_lock);
1967         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1968 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1969         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1970         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
1971         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1972 #endif
1973 }
1974
1975 #ifdef CONFIG_SMP
1976 /*
1977  * Per cpu array for per cpu structures.
1978  *
1979  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1980  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1981  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1982  * beneficial for the kmalloc caches.
1983  *
1984  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1985  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1986  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1987  *
1988  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1989  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1990  */
1991 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1992
1993 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1994                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1995
1996 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1997 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
1998
1999 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2000                                                         int cpu, gfp_t flags)
2001 {
2002         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2003
2004         if (c)
2005                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2006                                 (void *)c->freelist;
2007         else {
2008                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2009                 c = kmalloc_node(
2010                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2011                         flags, cpu_to_node(cpu));
2012                 if (!c)
2013                         return NULL;
2014         }
2015
2016         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2017         return c;
2018 }
2019
2020 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2021 {
2022         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2023                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2024                 kfree(c);
2025                 return;
2026         }
2027         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2028         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2029 }
2030
2031 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2032 {
2033         int cpu;
2034
2035         for_each_online_cpu(cpu) {
2036                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2037
2038                 if (c) {
2039                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2040                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2041                 }
2042         }
2043 }
2044
2045 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2046 {
2047         int cpu;
2048
2049         for_each_online_cpu(cpu) {
2050                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2051
2052                 if (c)
2053                         continue;
2054
2055                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2056                 if (!c) {
2057                         free_kmem_cache_cpus(s);
2058                         return 0;
2059                 }
2060                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2061         }
2062         return 1;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Initialize the per cpu array.
2067  */
2068 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2069 {
2070         int i;
2071
2072         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2073                 return;
2074
2075         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2076                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2077
2078         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2079 }
2080
2081 static void __init init_alloc_cpu(void)
2082 {
2083         int cpu;
2084
2085         for_each_online_cpu(cpu)
2086                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2087   }
2088
2089 #else
2090 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2091 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2092
2093 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2094 {
2095         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2096         return 1;
2097 }
2098 #endif
2099
2100 #ifdef CONFIG_NUMA
2101 /*
2102  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2103  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2104  * possible.
2105  *
2106  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2107  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2108  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2109  */
2110 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2111 {
2112         struct page *page;
2113         struct kmem_cache_node *n;
2114         unsigned long flags;
2115
2116         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2117
2118         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2119
2120         BUG_ON(!page);
2121         if (page_to_nid(page) != node) {
2122                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2123                                 "node %d\n", node);
2124                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2125                                 "in order to be able to continue\n");
2126         }
2127
2128         n = page->freelist;
2129         BUG_ON(!n);
2130         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2131         page->inuse++;
2132         kmalloc_caches->node[node] = n;
2133 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2134         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2135         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2136 #endif
2137         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2138         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2139
2140         /*
2141          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2142          * so even though there cannot be a race this early in
2143          * the boot sequence, we still disable irqs.
2144          */
2145         local_irq_save(flags);
2146         add_partial(n, page, 0);
2147         local_irq_restore(flags);
2148 }
2149
2150 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2151 {
2152         int node;
2153
2154         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2155                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2156                 if (n && n != &s->local_node)
2157                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2158                 s->node[node] = NULL;
2159         }
2160 }
2161
2162 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2163 {
2164         int node;
2165         int local_node;
2166
2167         if (slab_state >= UP)
2168                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2169         else
2170                 local_node = 0;
2171
2172         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2173                 struct kmem_cache_node *n;
2174
2175                 if (local_node == node)
2176                         n = &s->local_node;
2177                 else {
2178                         if (slab_state == DOWN) {
2179                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2180                                 continue;
2181                         }
2182                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2183                                                         gfpflags, node);
2184
2185                         if (!n) {
2186                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2187                                 return 0;
2188                         }
2189
2190                 }
2191                 s->node[node] = n;
2192                 init_kmem_cache_node(n, s);
2193         }
2194         return 1;
2195 }
2196 #else
2197 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2198 {
2199 }
2200
2201 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2202 {
2203         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2204         return 1;
2205 }
2206 #endif
2207
2208 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2209 {
2210         if (min < MIN_PARTIAL)
2211                 min = MIN_PARTIAL;
2212         else if (min > MAX_PARTIAL)
2213                 min = MAX_PARTIAL;
2214         s->min_partial = min;
2215 }
2216
2217 /*
2218  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2219  * a slab object.
2220  */
2221 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2222 {
2223         unsigned long flags = s->flags;
2224         unsigned long size = s->objsize;
2225         unsigned long align = s->align;
2226         int order;
2227
2228         /*
2229          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2230          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2231          * the possible location of the free pointer.
2232          */
2233         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2234
2235 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2236         /*
2237          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2238          * the slab may touch the object after free or before allocation
2239          * then we should never poison the object itself.
2240          */
2241         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2242                         !s->ctor)
2243                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2244         else
2245                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2246
2247
2248         /*
2249          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2250          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2251          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2252          */
2253         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2254                 size += sizeof(void *);
2255 #endif
2256
2257         /*
2258          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2259          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2260          */
2261         s->inuse = size;
2262
2263         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2264                 s->ctor)) {
2265                 /*
2266                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2267                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2268                  * kmem_cache_free.
2269                  *
2270                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2271                  * destructor or are poisoning the objects.
2272                  */
2273                 s->offset = size;
2274                 size += sizeof(void *);
2275         }
2276
2277 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2278         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2279                 /*
2280                  * Need to store information about allocs and frees after
2281                  * the object.
2282                  */
2283                 size += 2 * sizeof(struct track);
2284
2285         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2286                 /*
2287                  * Add some empty padding so that we can catch
2288                  * overwrites from earlier objects rather than let
2289                  * tracking information or the free pointer be
2290                  * corrupted if a user writes before the start
2291                  * of the object.
2292                  */
2293                 size += sizeof(void *);
2294 #endif
2295
2296         /*
2297          * Determine the alignment based on various parameters that the
2298          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2299          * on bootup.
2300          */
2301         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2302
2303         /*
2304          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2305          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2306          * each object to conform to the alignment.
2307          */
2308         size = ALIGN(size, align);
2309         s->size = size;
2310         if (forced_order >= 0)
2311                 order = forced_order;
2312         else
2313                 order = calculate_order(size);
2314
2315         if (order < 0)
2316                 return 0;
2317
2318         s->allocflags = 0;
2319         if (order)
2320                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2321
2322         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2323                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2324
2325         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2326                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2327
2328         /*
2329          * Determine the number of objects per slab
2330          */
2331         s->oo = oo_make(order, size);
2332         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2333         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2334                 s->max = s->oo;
2335
2336         return !!oo_objects(s->oo);
2337
2338 }
2339
2340 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2341                 const char *name, size_t size,
2342                 size_t align, unsigned long flags,
2343                 void (*ctor)(void *))
2344 {
2345         memset(s, 0, kmem_size);
2346         s->name = name;
2347         s->ctor = ctor;
2348         s->objsize = size;
2349         s->align = align;
2350         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2351
2352         if (!calculate_sizes(s, -1))
2353                 goto error;
2354
2355         /*
2356          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2357          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2358          */
2359         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2360         s->refcount = 1;
2361 #ifdef CONFIG_NUMA
2362         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2363 #endif
2364         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2365                 goto error;
2366
2367         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2368                 return 1;
2369         free_kmem_cache_nodes(s);
2370 error:
2371         if (flags & SLAB_PANIC)
2372                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2373                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2374                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2375                         s->offset, flags);
2376         return 0;
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Check if a given pointer is valid
2381  */
2382 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2383 {
2384         struct page *page;
2385
2386         page = get_object_page(object);
2387
2388         if (!page || s != page->slab)
2389                 /* No slab or wrong slab */
2390                 return 0;
2391
2392         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2393                 return 0;
2394
2395         /*
2396          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2397          * But this would be too expensive and it seems that the main
2398          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2399          * to a certain slab.
2400          */
2401         return 1;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2404
2405 /*
2406  * Determine the size of a slab object
2407  */
2408 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2409 {
2410         return s->objsize;
2411 }
2412 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2413
2414 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2415 {
2416         return s->name;
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2419
2420 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2421                                                         const char *text)
2422 {
2423 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2424         void *addr = page_address(page);
2425         void *p;
2426         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2427
2428         bitmap_zero(map, page->objects);
2429         slab_err(s, page, "%s", text);
2430         slab_lock(page);
2431         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2432                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2433
2434         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2435
2436                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2437                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2438                                                         p, p - addr);
2439                         print_tracking(s, p);
2440                 }
2441         }
2442         slab_unlock(page);
2443 #endif
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2448  */
2449 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2450 {
2451         unsigned long flags;
2452         struct page *page, *h;
2453
2454         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2455         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2456                 if (!page->inuse) {
2457                         list_del(&page->lru);
2458                         discard_slab(s, page);
2459                         n->nr_partial--;
2460                 } else {
2461                         list_slab_objects(s, page,
2462                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2463                 }
2464         }
2465         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Release all resources used by a slab cache.
2470  */
2471 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2472 {
2473         int node;
2474
2475         flush_all(s);
2476
2477         /* Attempt to free all objects */
2478         free_kmem_cache_cpus(s);
2479         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2480                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2481
2482                 free_partial(s, n);
2483                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2484                         return 1;
2485         }
2486         free_kmem_cache_nodes(s);
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2492  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2493  */
2494 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2495 {
2496         down_write(&slub_lock);
2497         s->refcount--;
2498         if (!s->refcount) {
2499                 list_del(&s->list);
2500                 up_write(&slub_lock);
2501                 if (kmem_cache_close(s)) {
2502                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2503                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2504                         dump_stack();
2505                 }
2506                 sysfs_slab_remove(s);
2507         } else
2508                 up_write(&slub_lock);
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2511
2512 /********************************************************************
2513  *              Kmalloc subsystem
2514  *******************************************************************/
2515
2516 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2517 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2518
2519 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2520 {
2521         get_option(&str, &slub_min_order);
2522
2523         return 1;
2524 }
2525
2526 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2527
2528 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2529 {
2530         get_option(&str, &slub_max_order);
2531         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2532
2533         return 1;
2534 }
2535
2536 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2537
2538 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2539 {
2540         get_option(&str, &slub_min_objects);
2541
2542         return 1;
2543 }
2544
2545 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2546
2547 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2548 {
2549         slub_nomerge = 1;
2550         return 1;
2551 }
2552
2553 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2554
2555 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2556                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2557 {
2558         unsigned int flags = 0;
2559
2560         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2561                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2562
2563         /*
2564          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2565          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2566          */
2567         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2568                                                                 flags, NULL))
2569                 goto panic;
2570
2571         list_add(&s->list, &slab_caches);
2572
2573         if (sysfs_slab_add(s))
2574                 goto panic;
2575         return s;
2576
2577 panic:
2578         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2579 }
2580
2581 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2582 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2583
2584 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2585 {
2586         struct kmem_cache *s;
2587
2588         down_write(&slub_lock);
2589         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2590                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2591                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2592                         sysfs_slab_add(s);
2593                 }
2594         }
2595         up_write(&slub_lock);
2596 }
2597
2598 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2599
2600 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2601 {
2602         struct kmem_cache *s;
2603         char *text;
2604         size_t realsize;
2605
2606         s = kmalloc_caches_dma[index];
2607         if (s)
2608                 return s;
2609
2610         /* Dynamically create dma cache */
2611         if (flags & __GFP_WAIT)
2612                 down_write(&slub_lock);
2613         else {
2614                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2615                         goto out;
2616         }
2617
2618         if (kmalloc_caches_dma[index])
2619                 goto unlock_out;
2620
2621         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2622         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2623                          (unsigned int)realsize);
2624         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2625
2626         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2627                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2628                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2629                 kfree(s);
2630                 kfree(text);
2631                 goto unlock_out;
2632         }
2633
2634         list_add(&s->list, &slab_caches);
2635         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2636
2637         schedule_work(&sysfs_add_work);
2638
2639 unlock_out:
2640         up_write(&slub_lock);
2641 out:
2642         return kmalloc_caches_dma[index];
2643 }
2644 #endif
2645
2646 /*
2647  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2648  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2649  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2650  * fls.
2651  */
2652 static s8 size_index[24] = {
2653         3,      /* 8 */
2654         4,      /* 16 */
2655         5,      /* 24 */
2656         5,      /* 32 */
2657         6,      /* 40 */
2658         6,      /* 48 */
2659         6,      /* 56 */
2660         6,      /* 64 */
2661         1,      /* 72 */
2662         1,      /* 80 */
2663         1,      /* 88 */
2664         1,      /* 96 */
2665         7,      /* 104 */
2666         7,      /* 112 */
2667         7,      /* 120 */
2668         7,      /* 128 */
2669         2,      /* 136 */
2670         2,      /* 144 */
2671         2,      /* 152 */
2672         2,      /* 160 */
2673         2,      /* 168 */
2674         2,      /* 176 */
2675         2,      /* 184 */
2676         2       /* 192 */
2677 };
2678
2679 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2680 {
2681         int index;
2682
2683         if (size <= 192) {
2684                 if (!size)
2685                         return ZERO_SIZE_PTR;
2686
2687                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2688         } else
2689                 index = fls(size - 1);
2690
2691 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2692         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2693                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2694
2695 #endif
2696         return &kmalloc_caches[index];
2697 }
2698
2699 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2700 {
2701         struct kmem_cache *s;
2702         void *ret;
2703
2704         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2705                 return kmalloc_large(size, flags);
2706
2707         s = get_slab(size, flags);
2708
2709         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2710                 return s;
2711
2712         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2713
2714         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2715
2716         return ret;
2717 }
2718 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2719
2720 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2721 {
2722         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2723                                                 get_order(size));
2724
2725         if (page)
2726                 return page_address(page);
2727         else
2728                 return NULL;
2729 }
2730
2731 #ifdef CONFIG_NUMA
2732 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2733 {
2734         struct kmem_cache *s;
2735         void *ret;
2736
2737         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2738                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2739
2740                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2741                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2742                                    flags, node);
2743
2744                 return ret;
2745         }
2746
2747         s = get_slab(size, flags);
2748
2749         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2750                 return s;
2751
2752         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2753
2754         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2755
2756         return ret;
2757 }
2758 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2759 #endif
2760
2761 size_t ksize(const void *object)
2762 {
2763         struct page *page;
2764         struct kmem_cache *s;
2765
2766         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2767                 return 0;
2768
2769         page = virt_to_head_page(object);
2770
2771         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2772                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2773                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2774         }
2775         s = page->slab;
2776
2777 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2778         /*
2779          * Debugging requires use of the padding between object
2780          * and whatever may come after it.
2781          */
2782         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2783                 return s->objsize;
2784
2785 #endif
2786         /*
2787          * If we have the need to store the freelist pointer
2788          * back there or track user information then we can
2789          * only use the space before that information.
2790          */
2791         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2792                 return s->inuse;
2793         /*
2794          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2795          */
2796         return s->size;
2797 }
2798 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2799
2800 void kfree(const void *x)
2801 {
2802         struct page *page;
2803         void *object = (void *)x;
2804
2805         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2806
2807         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2808                 return;
2809
2810         page = virt_to_head_page(x);
2811         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2812                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2813                 put_page(page);
2814                 return;
2815         }
2816         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2817 }
2818 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2819
2820 /*
2821  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2822  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2823  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2824  * and thus they can be removed from the partial lists.
2825  *
2826  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2827  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2828  * are freed in them.
2829  */
2830 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2831 {
2832         int node;
2833         int i;
2834         struct kmem_cache_node *n;
2835         struct page *page;
2836         struct page *t;
2837         int objects = oo_objects(s->max);
2838         struct list_head *slabs_by_inuse =
2839                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2840         unsigned long flags;
2841
2842         if (!slabs_by_inuse)
2843                 return -ENOMEM;
2844
2845         flush_all(s);
2846         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2847                 n = get_node(s, node);
2848
2849                 if (!n->nr_partial)
2850                         continue;
2851
2852                 for (i = 0; i < objects; i++)
2853                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2854
2855                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2856
2857                 /*
2858                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2859                  *
2860                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2861                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2862                  */
2863                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2864                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2865                                 /*
2866                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2867                                  * may have freed the last object and be
2868                                  * waiting to release the slab.
2869                                  */
2870                                 list_del(&page->lru);
2871                                 n->nr_partial--;
2872                                 slab_unlock(page);
2873                                 discard_slab(s, page);
2874                         } else {
2875                                 list_move(&page->lru,
2876                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2877                         }
2878                 }
2879
2880                 /*
2881                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2882                  * first and the least used slabs at the end.
2883                  */
2884                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2885                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2886
2887                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2888         }
2889
2890         kfree(slabs_by_inuse);
2891         return 0;
2892 }
2893 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2894
2895 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2896 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2897 {
2898         struct kmem_cache *s;
2899
2900         down_read(&slub_lock);
2901         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2902                 kmem_cache_shrink(s);
2903         up_read(&slub_lock);
2904
2905         return 0;
2906 }
2907
2908 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2909 {
2910         struct kmem_cache_node *n;
2911         struct kmem_cache *s;
2912         struct memory_notify *marg = arg;
2913         int offline_node;
2914
2915         offline_node = marg->status_change_nid;
2916
2917         /*
2918          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2919          * for it yet.
2920          */
2921         if (offline_node < 0)
2922                 return;
2923
2924         down_read(&slub_lock);
2925         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2926                 n = get_node(s, offline_node);
2927                 if (n) {
2928                         /*
2929                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2930                          * that is going down. We were unable to free them,
2931                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2932                          * callback. So, we must fail.
2933                          */
2934                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2935
2936                         s->node[offline_node] = NULL;
2937                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2938                 }
2939         }
2940         up_read(&slub_lock);
2941 }
2942
2943 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2944 {
2945         struct kmem_cache_node *n;
2946         struct kmem_cache *s;
2947         struct memory_notify *marg = arg;
2948         int nid = marg->status_change_nid;
2949         int ret = 0;
2950
2951         /*
2952          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2953          * already created. Nothing to do.
2954          */
2955         if (nid < 0)
2956                 return 0;
2957
2958         /*
2959          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2960          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2961          * online.
2962          */
2963         down_read(&slub_lock);
2964         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2965                 /*
2966                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2967                  *      since memory is not yet available from the node that
2968                  *      is brought up.
2969                  */
2970                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2971                 if (!n) {
2972                         ret = -ENOMEM;
2973                         goto out;
2974                 }
2975                 init_kmem_cache_node(n, s);
2976                 s->node[nid] = n;
2977         }
2978 out:
2979         up_read(&slub_lock);
2980         return ret;
2981 }
2982
2983 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2984                                 unsigned long action, void *arg)
2985 {
2986         int ret = 0;
2987
2988         switch (action) {
2989         case MEM_GOING_ONLINE:
2990                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2991                 break;
2992         case MEM_GOING_OFFLINE:
2993                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2994                 break;
2995         case MEM_OFFLINE:
2996         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2997                 slab_mem_offline_callback(arg);
2998                 break;
2999         case MEM_ONLINE:
3000         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3001                 break;
3002         }
3003         if (ret)
3004                 ret = notifier_from_errno(ret);
3005         else
3006                 ret = NOTIFY_OK;
3007         return ret;
3008 }
3009
3010 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3011
3012 /********************************************************************
3013  *                      Basic setup of slabs
3014  *******************************************************************/
3015
3016 void __init kmem_cache_init(void)
3017 {
3018         int i;
3019         int caches = 0;
3020
3021         init_alloc_cpu();
3022
3023 #ifdef CONFIG_NUMA
3024         /*
3025          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3026          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3027          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3028          */
3029         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3030                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3031         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3032         caches++;
3033
3034         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3035 #endif
3036
3037         /* Able to allocate the per node structures */
3038         slab_state = PARTIAL;
3039
3040         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3041         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3042                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3043                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3044                 caches++;
3045                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3046                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3047                 caches++;
3048         }
3049
3050         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3051                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3052                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3053                 caches++;
3054         }
3055
3056
3057         /*
3058          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3059          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3060          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3061          *
3062          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3063          * handle the index determination for the smaller caches.
3064          *
3065          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3066          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3067          */
3068         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3069                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3070
3071         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3072                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3073
3074         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3075                 /*
3076                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3077                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3078                  * instead.
3079                  */
3080                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3081                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3082         }
3083
3084         slab_state = UP;
3085
3086         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3087         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3088                 kmalloc_caches[i]. name =
3089                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3090
3091 #ifdef CONFIG_SMP
3092         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3093         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3094                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3095 #else
3096         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3097 #endif
3098
3099         printk(KERN_INFO
3100                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3101                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3102                 caches, cache_line_size(),
3103                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3104                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3105 }
3106
3107 /*
3108  * Find a mergeable slab cache
3109  */
3110 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3111 {
3112         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3113                 return 1;
3114
3115         if (s->ctor)
3116                 return 1;
3117
3118         /*
3119          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3120          */
3121         if (s->refcount < 0)
3122                 return 1;
3123
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3128                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3129                 void (*ctor)(void *))
3130 {
3131         struct kmem_cache *s;
3132
3133         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3134                 return NULL;
3135
3136         if (ctor)
3137                 return NULL;
3138
3139         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3140         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3141         size = ALIGN(size, align);
3142         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3143
3144         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3145                 if (slab_unmergeable(s))
3146                         continue;
3147
3148                 if (size > s->size)
3149                         continue;
3150
3151                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3152                                 continue;
3153                 /*
3154                  * Check if alignment is compatible.
3155                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3156                  */
3157                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3158                         continue;
3159
3160                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3161                         continue;
3162
3163                 return s;
3164         }
3165         return NULL;
3166 }
3167
3168 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3169                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3170 {
3171         struct kmem_cache *s;
3172
3173         down_write(&slub_lock);
3174         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3175         if (s) {
3176                 int cpu;
3177
3178                 s->refcount++;
3179                 /*
3180                  * Adjust the object sizes so that we clear
3181                  * the complete object on kzalloc.
3182                  */
3183                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3184
3185                 /*
3186                  * And then we need to update the object size in the
3187                  * per cpu structures
3188                  */
3189                 for_each_online_cpu(cpu)
3190                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3191
3192                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3193                 up_write(&slub_lock);
3194
3195                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3196                         down_write(&slub_lock);
3197                         s->refcount--;
3198                         up_write(&slub_lock);
3199                         goto err;
3200                 }
3201                 return s;
3202         }
3203
3204         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3205         if (s) {
3206                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3207                                 size, align, flags, ctor)) {
3208                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3209                         up_write(&slub_lock);
3210                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3211                                 down_write(&slub_lock);
3212                                 list_del(&s->list);
3213                                 up_write(&slub_lock);
3214                                 kfree(s);
3215                                 goto err;
3216                         }
3217                         return s;
3218                 }
3219                 kfree(s);
3220         }
3221         up_write(&slub_lock);
3222
3223 err:
3224         if (flags & SLAB_PANIC)
3225                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3226         else
3227                 s = NULL;
3228         return s;
3229 }
3230 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3231
3232 #ifdef CONFIG_SMP
3233 /*
3234  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3235  * necessary.
3236  */
3237 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3238                 unsigned long action, void *hcpu)
3239 {
3240         long cpu = (long)hcpu;
3241         struct kmem_cache *s;
3242         unsigned long flags;
3243
3244         switch (action) {
3245         case CPU_UP_PREPARE:
3246         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3247                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3248                 down_read(&slub_lock);
3249                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3250                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3251                                                         GFP_KERNEL);
3252                 up_read(&slub_lock);
3253                 break;
3254
3255         case CPU_UP_CANCELED:
3256         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3257         case CPU_DEAD:
3258         case CPU_DEAD_FROZEN:
3259                 down_read(&slub_lock);
3260                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3261                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3262
3263                         local_irq_save(flags);
3264                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3265                         local_irq_restore(flags);
3266                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3267                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3268                 }
3269                 up_read(&slub_lock);
3270                 break;
3271         default:
3272                 break;
3273         }
3274         return NOTIFY_OK;
3275 }
3276
3277 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3278         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3279 };
3280
3281 #endif
3282
3283 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3284 {
3285         struct kmem_cache *s;
3286         void *ret;
3287
3288         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3289                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3290
3291         s = get_slab(size, gfpflags);
3292
3293         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3294                 return s;
3295
3296         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3297
3298         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3299         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3300
3301         return ret;
3302 }
3303
3304 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3305                                         int node, unsigned long caller)
3306 {
3307         struct kmem_cache *s;
3308         void *ret;
3309
3310         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3311                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3312
3313         s = get_slab(size, gfpflags);
3314
3315         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3316                 return s;
3317
3318         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3319
3320         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3321         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3322
3323         return ret;
3324 }
3325
3326 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3327 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3328                                         int (*get_count)(struct page *))
3329 {
3330         unsigned long flags;
3331         unsigned long x = 0;
3332         struct page *page;
3333
3334         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3335         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3336                 x += get_count(page);
3337         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3338         return x;
3339 }
3340
3341 static int count_inuse(struct page *page)
3342 {
3343         return page->inuse;
3344 }
3345
3346 static int count_total(struct page *page)
3347 {
3348         return page->objects;
3349 }
3350
3351 static int count_free(struct page *page)
3352 {
3353         return page->objects - page->inuse;
3354 }
3355
3356 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3357                                                 unsigned long *map)
3358 {
3359         void *p;
3360         void *addr = page_address(page);
3361
3362         if (!check_slab(s, page) ||
3363                         !on_freelist(s, page, NULL))
3364                 return 0;
3365
3366         /* Now we know that a valid freelist exists */
3367         bitmap_zero(map, page->objects);
3368
3369         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3370                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3371                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3372                         return 0;
3373         }
3374
3375         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3376                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3377                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3378                                 return 0;
3379         return 1;
3380 }
3381
3382 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3383                                                 unsigned long *map)
3384 {
3385         if (slab_trylock(page)) {
3386                 validate_slab(s, page, map);
3387                 slab_unlock(page);
3388         } else
3389                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3390                         s->name, page);
3391
3392         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3393                 if (!PageSlubDebug(page))
3394                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3395                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3396         } else {
3397                 if (PageSlubDebug(page))
3398                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3399                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3400         }
3401 }
3402
3403 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3404                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3405 {
3406         unsigned long count = 0;
3407         struct page *page;
3408         unsigned long flags;
3409
3410         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3411
3412         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3413                 validate_slab_slab(s, page, map);
3414                 count++;
3415         }
3416         if (count != n->nr_partial)
3417                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3418                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3419
3420         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3421                 goto out;
3422
3423         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3424                 validate_slab_slab(s, page, map);
3425                 count++;
3426         }
3427         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3428                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3429                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3430                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3431
3432 out:
3433         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3434         return count;
3435 }
3436
3437 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3438 {
3439         int node;
3440         unsigned long count = 0;
3441         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3442                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3443
3444         if (!map)
3445                 return -ENOMEM;
3446
3447         flush_all(s);
3448         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3449                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3450
3451                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3452         }
3453         kfree(map);
3454         return count;
3455 }
3456
3457 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3458 static void resiliency_test(void)
3459 {
3460         u8 *p;
3461
3462         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3463         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3464         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3465
3466         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3467         p[16] = 0x12;
3468         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3469                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3470
3471         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3472
3473         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3474         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3475         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3476         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3477                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3478         printk(KERN_ERR
3479                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3480
3481         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3482         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3483         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3484         *p = 0x56;
3485         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3486                                                                         p);
3487         printk(KERN_ERR
3488                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3489         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3490
3491         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3492         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3493         kfree(p);
3494         *p = 0x78;
3495         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3496         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3497
3498         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3499         kfree(p);
3500         p[50] = 0x9a;
3501         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3502                         p);
3503         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3504
3505         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3506         kfree(p);
3507         p[512] = 0xab;
3508         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3509         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3510 }
3511 #else
3512 static void resiliency_test(void) {};
3513 #endif
3514
3515 /*
3516  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3517  * and freed.
3518  */
3519
3520 struct location {
3521         unsigned long count;
3522         unsigned long addr;
3523         long long sum_time;
3524         long min_time;
3525         long max_time;
3526         long min_pid;
3527         long max_pid;
3528         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3529         nodemask_t nodes;
3530 };
3531
3532 struct loc_track {
3533         unsigned long max;
3534         unsigned long count;
3535         struct location *loc;
3536 };
3537
3538 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3539 {
3540         if (t->max)
3541                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3542                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3543 }
3544
3545 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3546 {
3547         struct location *l;
3548         int order;
3549
3550         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3551
3552         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3553         if (!l)
3554                 return 0;
3555
3556         if (t->count) {
3557                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3558                 free_loc_track(t);
3559         }
3560         t->max = max;
3561         t->loc = l;
3562         return 1;
3563 }
3564
3565 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3566                                 const struct track *track)
3567 {
3568         long start, end, pos;
3569         struct location *l;
3570         unsigned long caddr;
3571         unsigned long age = jiffies - track->when;
3572
3573         start = -1;
3574         end = t->count;
3575
3576         for ( ; ; ) {
3577                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3578
3579                 /*
3580                  * There is nothing at "end". If we end up there
3581                  * we need to add something to before end.
3582                  */
3583                 if (pos == end)
3584                         break;
3585
3586                 caddr = t->loc[pos].addr;
3587                 if (track->addr == caddr) {
3588
3589                         l = &t->loc[pos];
3590                         l->count++;
3591                         if (track->when) {
3592                                 l->sum_time += age;
3593                                 if (age < l->min_time)
3594                                         l->min_time = age;
3595                                 if (age > l->max_time)
3596                                         l->max_time = age;
3597
3598                                 if (track->pid < l->min_pid)
3599                                         l->min_pid = track->pid;
3600                                 if (track->pid > l->max_pid)
3601                                         l->max_pid = track->pid;
3602
3603                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3604                                                 to_cpumask(l->cpus));
3605                         }
3606                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3607                         return 1;
3608                 }
3609
3610                 if (track->addr < caddr)
3611                         end = pos;
3612                 else
3613                         start = pos;
3614         }
3615
3616         /*
3617          * Not found. Insert new tracking element.
3618          */
3619         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3620                 return 0;
3621
3622         l = t->loc + pos;
3623         if (pos < t->count)
3624                 memmove(l + 1, l,
3625                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3626         t->count++;
3627         l->count = 1;
3628         l->addr = track->addr;
3629         l->sum_time = age;
3630         l->min_time = age;
3631         l->max_time = age;
3632         l->min_pid = track->pid;
3633         l->max_pid = track->pid;
3634         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3635         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3636         nodes_clear(l->nodes);
3637         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3638         return 1;
3639 }
3640
3641 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3642                 struct page *page, enum track_item alloc)
3643 {
3644         void *addr = page_address(page);
3645         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3646         void *p;
3647
3648         bitmap_zero(map, page->objects);
3649         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3650                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3651
3652         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3653                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3654                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3655 }
3656
3657 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3658                                         enum track_item alloc)
3659 {
3660         int len = 0;
3661         unsigned long i;
3662         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3663         int node;
3664
3665         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3666                         GFP_TEMPORARY))
3667                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3668
3669         /* Push back cpu slabs */
3670         flush_all(s);
3671
3672         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3673                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3674                 unsigned long flags;
3675                 struct page *page;
3676
3677                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3678                         continue;
3679
3680                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3681                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3682                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3683                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3684                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3685                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3686         }
3687
3688         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3689                 struct location *l = &t.loc[i];
3690
3691                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3692                         break;
3693                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3694
3695                 if (l->addr)
3696                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3697                 else
3698                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3699
3700                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3701                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3702                                 l->min_time,
3703                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3704                                 l->max_time);
3705                 } else
3706                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3707                                 l->min_time);
3708
3709                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3710                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3711                                 l->min_pid, l->max_pid);
3712                 else
3713                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3714                                 l->min_pid);
3715
3716                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3717                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3718                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3719                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3720                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3721                                                  to_cpumask(l->cpus));
3722                 }
3723
3724                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3725                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3726                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3727                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3728                                         l->nodes);
3729                 }
3730
3731                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3732         }
3733
3734         free_loc_track(&t);
3735         if (!t.count)
3736                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3737         return len;
3738 }
3739
3740 enum slab_stat_type {
3741         SL_ALL,                 /* All slabs */
3742         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3743         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3744         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3745         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3746 };
3747
3748 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3749 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3750 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3751 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3752 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3753
3754 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3755                             char *buf, unsigned long flags)
3756 {
3757         unsigned long total = 0;
3758         int node;
3759         int x;
3760         unsigned long *nodes;
3761         unsigned long *per_cpu;
3762
3763         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3764         if (!nodes)
3765                 return -ENOMEM;
3766         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3767
3768         if (flags & SO_CPU) {
3769                 int cpu;
3770
3771                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3772                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3773
3774                         if (!c || c->node < 0)
3775                                 continue;
3776
3777                         if (c->page) {
3778                                         if (flags & SO_TOTAL)
3779                                                 x = c->page->objects;
3780                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3781                                         x = c->page->inuse;
3782                                 else
3783                                         x = 1;
3784
3785                                 total += x;
3786                                 nodes[c->node] += x;
3787                         }
3788                         per_cpu[c->node]++;
3789                 }
3790         }
3791
3792         if (flags & SO_ALL) {
3793                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3794                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3795
3796                 if (flags & SO_TOTAL)
3797                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3798                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3799                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3800                                 count_partial(n, count_free);
3801
3802                         else
3803                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3804                         total += x;
3805                         nodes[node] += x;
3806                 }
3807
3808         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3809                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3810                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3811
3812                         if (flags & SO_TOTAL)
3813                                 x = count_partial(n, count_total);
3814                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3815                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3816                         else
3817                                 x = n->nr_partial;
3818                         total += x;
3819                         nodes[node] += x;
3820                 }
3821         }
3822         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3823 #ifdef CONFIG_NUMA
3824         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3825                 if (nodes[node])
3826                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3827                                         node, nodes[node]);
3828 #endif
3829         kfree(nodes);
3830         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3831 }
3832
3833 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3834 {
3835         int node;
3836
3837         for_each_online_node(node) {
3838                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3839
3840                 if (!n)
3841                         continue;
3842
3843                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3844                         return 1;
3845         }
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3850 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3851
3852 struct slab_attribute {
3853         struct attribute attr;
3854         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3855         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3856 };
3857
3858 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3859         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3860
3861 #define SLAB_ATTR(_name) \
3862         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3863         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3864
3865 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3866 {
3867         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3868 }
3869 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3870
3871 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3872 {
3873         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3874 }
3875 SLAB_ATTR_RO(align);
3876
3877 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3878 {
3879         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3880 }
3881 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3882
3883 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3884 {
3885         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3886 }
3887 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3888
3889 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3890                                 const char *buf, size_t length)
3891 {
3892         unsigned long order;
3893         int err;
3894
3895         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3896         if (err)
3897                 return err;
3898
3899         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3900                 return -EINVAL;
3901
3902         calculate_sizes(s, order);
3903         return length;
3904 }
3905
3906 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3907 {
3908         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3909 }
3910 SLAB_ATTR(order);
3911
3912 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3913 {
3914         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3915 }
3916
3917 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3918                                  size_t length)
3919 {
3920         unsigned long min;
3921         int err;
3922
3923         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3924         if (err)
3925                 return err;
3926
3927         set_min_partial(s, min);
3928         return length;
3929 }
3930 SLAB_ATTR(min_partial);
3931
3932 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3933 {
3934         if (s->ctor) {
3935                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3936
3937                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3938         }
3939         return 0;
3940 }
3941 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3942
3943 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3944 {
3945         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3946 }
3947 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3948
3949 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3950 {
3951         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3952 }
3953 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3954
3955 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3956 {
3957         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3958 }
3959 SLAB_ATTR_RO(partial);
3960
3961 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3962 {
3963         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3964 }
3965 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3966
3967 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3968 {
3969         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3970 }
3971 SLAB_ATTR_RO(objects);
3972
3973 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3974 {
3975         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3976 }
3977 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3978
3979 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3980 {
3981         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3982 }
3983 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3984
3985 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3986 {
3987         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3988 }
3989
3990 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3991                                 const char *buf, size_t length)
3992 {
3993         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3994         if (buf[0] == '1')
3995                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3996         return length;
3997 }
3998 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3999
4000 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4001 {
4002         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4003 }
4004
4005 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4006                                                         size_t length)
4007 {
4008         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4009         if (buf[0] == '1')
4010                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4011         return length;
4012 }
4013 SLAB_ATTR(trace);
4014
4015 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4016 {
4017         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4018 }
4019
4020 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4021                                 const char *buf, size_t length)
4022 {
4023         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4024         if (buf[0] == '1')
4025                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4026         return length;
4027 }
4028 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4029
4030 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4031 {
4032         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4033 }
4034 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4035
4036 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4037 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4038 {
4039         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4040 }
4041 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4042 #endif
4043
4044 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4045 {
4046         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4047 }
4048 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4049
4050 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4051 {
4052         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4053 }
4054
4055 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4056                                 const char *buf, size_t length)
4057 {
4058         if (any_slab_objects(s))
4059                 return -EBUSY;
4060
4061         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4062         if (buf[0] == '1')
4063                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4064         calculate_sizes(s, -1);
4065         return length;
4066 }
4067 SLAB_ATTR(red_zone);
4068
4069 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4070 {
4071         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4072 }
4073
4074 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4075                                 const char *buf, size_t length)
4076 {
4077         if (any_slab_objects(s))
4078                 return -EBUSY;
4079
4080         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4081         if (buf[0] == '1')
4082                 s->flags |= SLAB_POISON;
4083         calculate_sizes(s, -1);
4084         return length;
4085 }
4086 SLAB_ATTR(poison);
4087
4088 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4089 {
4090         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4091 }
4092
4093 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4094                                 const char *buf, size_t length)
4095 {
4096         if (any_slab_objects(s))
4097                 return -EBUSY;
4098
4099         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4100         if (buf[0] == '1')
4101                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4102         calculate_sizes(s, -1);
4103         return length;
4104 }
4105 SLAB_ATTR(store_user);
4106
4107 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4108 {
4109         return 0;
4110 }