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