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