slub: add hooks for kmemcheck
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/kmemleak.h>
25 #include <linux/mempolicy.h>
26 #include <linux/ctype.h>
27 #include <linux/debugobjects.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <linux/memory.h>
30 #include <linux/math64.h>
31 #include <linux/fault-inject.h>
32
33 /*
34  * Lock order:
35  *   1. slab_lock(page)
36  *   2. slab->list_lock
37  *
38  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
39  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
40  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
41  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
42  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
43  *   the page_struct of the slab.
44  *
45  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
46  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
47  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
48  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
49  *   modified without taking the list lock).
50  *
51  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
52  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
53  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
54  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
55  *   the list lock.
56  *
57  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
58  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
59  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
60  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
61  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
62  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
63  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
64  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
65  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
66  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
67  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
68  *   no danger of cacheline contention.
69  *
70  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
71  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
72  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
73  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
74  *
75  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
76  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
77  *
78  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
79  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
80  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
81  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
82  * cannot scan all objects.
83  *
84  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
85  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
86  * fast frees and allocs.
87  *
88  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
89  *
90  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
91  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
92  *                      such as satisfying allocations for a specific
93  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
94  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
95  *                      list operations. It is up to the processor holding
96  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
97  *                      when the slab is no longer needed.
98  *
99  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
100  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
101  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
102  *                      freelist that allows lockless access to
103  *                      free objects in addition to the regular freelist
104  *                      that requires the slab lock.
105  *
106  * PageError            Slab requires special handling due to debug
107  *                      options set. This moves slab handling out of
108  *                      the fast path and disables lockless freelists.
109  */
110
111 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
112 #define SLABDEBUG 1
113 #else
114 #define SLABDEBUG 0
115 #endif
116
117 /*
118  * Issues still to be resolved:
119  *
120  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
121  *
122  * - Variable sizing of the per node arrays
123  */
124
125 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
126 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
127
128 /*
129  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
130  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
131  */
132 #define MIN_PARTIAL 5
133
134 /*
135  * Maximum number of desirable partial slabs.
136  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
137  * sort the partial list by the number of objects in the.
138  */
139 #define MAX_PARTIAL 10
140
141 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
142                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
143
144 /*
145  * Set of flags that will prevent slab merging
146  */
147 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
148                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
149
150 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
151                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
152
153 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
159 #endif
160
161 #define OO_SHIFT        16
162 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
163 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
164
165 /* Internal SLUB flags */
166 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
167 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
168
169 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
170
171 #ifdef CONFIG_SMP
172 static struct notifier_block slab_notifier;
173 #endif
174
175 static enum {
176         DOWN,           /* No slab functionality available */
177         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
178         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
179         SYSFS           /* Sysfs up */
180 } slab_state = DOWN;
181
182 /* A list of all slab caches on the system */
183 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
184 static LIST_HEAD(slab_caches);
185
186 /*
187  * Tracking user of a slab.
188  */
189 struct track {
190         unsigned long addr;     /* Called from address */
191         int cpu;                /* Was running on cpu */
192         int pid;                /* Pid context */
193         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
194 };
195
196 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
197
198 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
199 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
200 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
201 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
202
203 #else
204 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
205 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
206                                                         { return 0; }
207 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
208 {
209         kfree(s);
210 }
211
212 #endif
213
214 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
215 {
216 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
217         c->stat[si]++;
218 #endif
219 }
220
221 /********************************************************************
222  *                      Core slab cache functions
223  *******************************************************************/
224
225 int slab_is_available(void)
226 {
227         return slab_state >= UP;
228 }
229
230 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
231 {
232 #ifdef CONFIG_NUMA
233         return s->node[node];
234 #else
235         return &s->local_node;
236 #endif
237 }
238
239 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
240 {
241 #ifdef CONFIG_SMP
242         return s->cpu_slab[cpu];
243 #else
244         return &s->cpu_slab;
245 #endif
246 }
247
248 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
249 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
250                                 struct page *page, const void *object)
251 {
252         void *base;
253
254         if (!object)
255                 return 1;
256
257         base = page_address(page);
258         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
259                 (object - base) % s->size) {
260                 return 0;
261         }
262
263         return 1;
264 }
265
266 /*
267  * Slow version of get and set free pointer.
268  *
269  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
270  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
271  * from the page struct.
272  */
273 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
274 {
275         return *(void **)(object + s->offset);
276 }
277
278 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
279 {
280         *(void **)(object + s->offset) = fp;
281 }
282
283 /* Loop over all objects in a slab */
284 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
285         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
286                         __p += (__s)->size)
287
288 /* Scan freelist */
289 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
290         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
291
292 /* Determine object index from a given position */
293 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
294 {
295         return (p - addr) / s->size;
296 }
297
298 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
299                                                 unsigned long size)
300 {
301         struct kmem_cache_order_objects x = {
302                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
303         };
304
305         return x;
306 }
307
308 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
309 {
310         return x.x >> OO_SHIFT;
311 }
312
313 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
314 {
315         return x.x & OO_MASK;
316 }
317
318 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
319 /*
320  * Debug settings:
321  */
322 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
323 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
324 #else
325 static int slub_debug;
326 #endif
327
328 static char *slub_debug_slabs;
329
330 /*
331  * Object debugging
332  */
333 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
334 {
335         int i, offset;
336         int newline = 1;
337         char ascii[17];
338
339         ascii[16] = 0;
340
341         for (i = 0; i < length; i++) {
342                 if (newline) {
343                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
344                         newline = 0;
345                 }
346                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
347                 offset = i % 16;
348                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
349                 if (offset == 15) {
350                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
351                         newline = 1;
352                 }
353         }
354         if (!newline) {
355                 i %= 16;
356                 while (i < 16) {
357                         printk(KERN_CONT "   ");
358                         ascii[i] = ' ';
359                         i++;
360                 }
361                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
362         }
363 }
364
365 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
366         enum track_item alloc)
367 {
368         struct track *p;
369
370         if (s->offset)
371                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
372         else
373                 p = object + s->inuse;
374
375         return p + alloc;
376 }
377
378 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
379                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
380 {
381         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
382
383         if (addr) {
384                 p->addr = addr;
385                 p->cpu = smp_processor_id();
386                 p->pid = current->pid;
387                 p->when = jiffies;
388         } else
389                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
390 }
391
392 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
393 {
394         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
395                 return;
396
397         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
398         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
399 }
400
401 static void print_track(const char *s, struct track *t)
402 {
403         if (!t->addr)
404                 return;
405
406         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
407                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
408 }
409
410 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
411 {
412         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
413                 return;
414
415         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
416         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
417 }
418
419 static void print_page_info(struct page *page)
420 {
421         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
422                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
423
424 }
425
426 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
427 {
428         va_list args;
429         char buf[100];
430
431         va_start(args, fmt);
432         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
433         va_end(args);
434         printk(KERN_ERR "========================================"
435                         "=====================================\n");
436         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
437         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
438                         "-------------------------------------\n\n");
439 }
440
441 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
442 {
443         va_list args;
444         char buf[100];
445
446         va_start(args, fmt);
447         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
448         va_end(args);
449         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
450 }
451
452 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
453 {
454         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
455         u8 *addr = page_address(page);
456
457         print_tracking(s, p);
458
459         print_page_info(page);
460
461         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
462                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
463
464         if (p > addr + 16)
465                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
466
467         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
468
469         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
470                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
471                         s->inuse - s->objsize);
472
473         if (s->offset)
474                 off = s->offset + sizeof(void *);
475         else
476                 off = s->inuse;
477
478         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
479                 off += 2 * sizeof(struct track);
480
481         if (off != s->size)
482                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
483                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
484
485         dump_stack();
486 }
487
488 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
489                         u8 *object, char *reason)
490 {
491         slab_bug(s, "%s", reason);
492         print_trailer(s, page, object);
493 }
494
495 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
496 {
497         va_list args;
498         char buf[100];
499
500         va_start(args, fmt);
501         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
502         va_end(args);
503         slab_bug(s, "%s", buf);
504         print_page_info(page);
505         dump_stack();
506 }
507
508 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
509 {
510         u8 *p = object;
511
512         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
513                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
514                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
515         }
516
517         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
518                 memset(p + s->objsize,
519                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
520                         s->inuse - s->objsize);
521 }
522
523 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
524 {
525         while (bytes) {
526                 if (*start != (u8)value)
527                         return start;
528                 start++;
529                 bytes--;
530         }
531         return NULL;
532 }
533
534 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
535                                                 void *from, void *to)
536 {
537         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
538         memset(from, data, to - from);
539 }
540
541 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
542                         u8 *object, char *what,
543                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
544 {
545         u8 *fault;
546         u8 *end;
547
548         fault = check_bytes(start, value, bytes);
549         if (!fault)
550                 return 1;
551
552         end = start + bytes;
553         while (end > fault && end[-1] == value)
554                 end--;
555
556         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
557         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
558                                         fault, end - 1, fault[0], value);
559         print_trailer(s, page, object);
560
561         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
562         return 0;
563 }
564
565 /*
566  * Object layout:
567  *
568  * object address
569  *      Bytes of the object to be managed.
570  *      If the freepointer may overlay the object then the free
571  *      pointer is the first word of the object.
572  *
573  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
574  *      0xa5 (POISON_END)
575  *
576  * object + s->objsize
577  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
578  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
579  *      objsize == inuse.
580  *
581  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
582  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
583  *
584  * object + s->inuse
585  *      Meta data starts here.
586  *
587  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
588  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
589  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
590  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
591  *              before the word boundary.
592  *
593  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
594  *
595  * object + s->size
596  *      Nothing is used beyond s->size.
597  *
598  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
599  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
600  * may be used with merged slabcaches.
601  */
602
603 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
604 {
605         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
606
607         if (s->offset)
608                 /* Freepointer is placed after the object. */
609                 off += sizeof(void *);
610
611         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
612                 /* We also have user information there */
613                 off += 2 * sizeof(struct track);
614
615         if (s->size == off)
616                 return 1;
617
618         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
619                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
620 }
621
622 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
623 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
624 {
625         u8 *start;
626         u8 *fault;
627         u8 *end;
628         int length;
629         int remainder;
630
631         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
632                 return 1;
633
634         start = page_address(page);
635         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
636         end = start + length;
637         remainder = length % s->size;
638         if (!remainder)
639                 return 1;
640
641         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
642         if (!fault)
643                 return 1;
644         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
645                 end--;
646
647         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
648         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
649
650         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
651         return 0;
652 }
653
654 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
655                                         void *object, int active)
656 {
657         u8 *p = object;
658         u8 *endobject = object + s->objsize;
659
660         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
661                 unsigned int red =
662                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
663
664                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
665                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
666                         return 0;
667         } else {
668                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
669                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
670                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
671                 }
672         }
673
674         if (s->flags & SLAB_POISON) {
675                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
676                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
677                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
678                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
679                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
680                         return 0;
681                 /*
682                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
683                  */
684                 check_pad_bytes(s, page, p);
685         }
686
687         if (!s->offset && active)
688                 /*
689                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
690                  * freepointer while object is allocated.
691                  */
692                 return 1;
693
694         /* Check free pointer validity */
695         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
696                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
697                 /*
698                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
699                  * of the free objects in this slab. May cause
700                  * another error because the object count is now wrong.
701                  */
702                 set_freepointer(s, p, NULL);
703                 return 0;
704         }
705         return 1;
706 }
707
708 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
709 {
710         int maxobj;
711
712         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
713
714         if (!PageSlab(page)) {
715                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
716                 return 0;
717         }
718
719         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
720         if (page->objects > maxobj) {
721                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
722                         s->name, page->objects, maxobj);
723                 return 0;
724         }
725         if (page->inuse > page->objects) {
726                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
727                         s->name, page->inuse, page->objects);
728                 return 0;
729         }
730         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
731         slab_pad_check(s, page);
732         return 1;
733 }
734
735 /*
736  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
737  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
738  */
739 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
740 {
741         int nr = 0;
742         void *fp = page->freelist;
743         void *object = NULL;
744         unsigned long max_objects;
745
746         while (fp && nr <= page->objects) {
747                 if (fp == search)
748                         return 1;
749                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
750                         if (object) {
751                                 object_err(s, page, object,
752                                         "Freechain corrupt");
753                                 set_freepointer(s, object, NULL);
754                                 break;
755                         } else {
756                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
757                                 page->freelist = NULL;
758                                 page->inuse = page->objects;
759                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
760                                 return 0;
761                         }
762                         break;
763                 }
764                 object = fp;
765                 fp = get_freepointer(s, object);
766                 nr++;
767         }
768
769         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
770         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
771                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
772
773         if (page->objects != max_objects) {
774                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
775                         "should be %d", page->objects, max_objects);
776                 page->objects = max_objects;
777                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
778         }
779         if (page->inuse != page->objects - nr) {
780                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
781                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
782                 page->inuse = page->objects - nr;
783                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
784         }
785         return search == NULL;
786 }
787
788 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
789                                                                 int alloc)
790 {
791         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
792                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
793                         s->name,
794                         alloc ? "alloc" : "free",
795                         object, page->inuse,
796                         page->freelist);
797
798                 if (!alloc)
799                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
800
801                 dump_stack();
802         }
803 }
804
805 /*
806  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
807  */
808 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
809 {
810         spin_lock(&n->list_lock);
811         list_add(&page->lru, &n->full);
812         spin_unlock(&n->list_lock);
813 }
814
815 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
816 {
817         struct kmem_cache_node *n;
818
819         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
820                 return;
821
822         n = get_node(s, page_to_nid(page));
823
824         spin_lock(&n->list_lock);
825         list_del(&page->lru);
826         spin_unlock(&n->list_lock);
827 }
828
829 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
830 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
831 {
832         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
833
834         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
835 }
836
837 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
838 {
839         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
840
841         /*
842          * May be called early in order to allocate a slab for the
843          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
844          * dilemma by deferring the increment of the count during
845          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
846          */
847         if (!NUMA_BUILD || n) {
848                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
849                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
850         }
851 }
852 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
853 {
854         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
855
856         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
857         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
858 }
859
860 /* Object debug checks for alloc/free paths */
861 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
862                                                                 void *object)
863 {
864         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
865                 return;
866
867         init_object(s, object, 0);
868         init_tracking(s, object);
869 }
870
871 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
872                                         void *object, unsigned long addr)
873 {
874         if (!check_slab(s, page))
875                 goto bad;
876
877         if (!on_freelist(s, page, object)) {
878                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
879                 goto bad;
880         }
881
882         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
883                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
884                 goto bad;
885         }
886
887         if (!check_object(s, page, object, 0))
888                 goto bad;
889
890         /* Success perform special debug activities for allocs */
891         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
892                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
893         trace(s, page, object, 1);
894         init_object(s, object, 1);
895         return 1;
896
897 bad:
898         if (PageSlab(page)) {
899                 /*
900                  * If this is a slab page then lets do the best we can
901                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
902                  * as used avoids touching the remaining objects.
903                  */
904                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
905                 page->inuse = page->objects;
906                 page->freelist = NULL;
907         }
908         return 0;
909 }
910
911 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
912                                         void *object, unsigned long addr)
913 {
914         if (!check_slab(s, page))
915                 goto fail;
916
917         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
918                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
919                 goto fail;
920         }
921
922         if (on_freelist(s, page, object)) {
923                 object_err(s, page, object, "Object already free");
924                 goto fail;
925         }
926
927         if (!check_object(s, page, object, 1))
928                 return 0;
929
930         if (unlikely(s != page->slab)) {
931                 if (!PageSlab(page)) {
932                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
933                                 "outside of slab", object);
934                 } else if (!page->slab) {
935                         printk(KERN_ERR
936                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
937                                                 object);
938                         dump_stack();
939                 } else
940                         object_err(s, page, object,
941                                         "page slab pointer corrupt.");
942                 goto fail;
943         }
944
945         /* Special debug activities for freeing objects */
946         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
947                 remove_full(s, page);
948         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
949                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
950         trace(s, page, object, 0);
951         init_object(s, object, 0);
952         return 1;
953
954 fail:
955         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
956         return 0;
957 }
958
959 static int __init setup_slub_debug(char *str)
960 {
961         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
962         if (*str++ != '=' || !*str)
963                 /*
964                  * No options specified. Switch on full debugging.
965                  */
966                 goto out;
967
968         if (*str == ',')
969                 /*
970                  * No options but restriction on slabs. This means full
971                  * debugging for slabs matching a pattern.
972                  */
973                 goto check_slabs;
974
975         slub_debug = 0;
976         if (*str == '-')
977                 /*
978                  * Switch off all debugging measures.
979                  */
980                 goto out;
981
982         /*
983          * Determine which debug features should be switched on
984          */
985         for (; *str && *str != ','; str++) {
986                 switch (tolower(*str)) {
987                 case 'f':
988                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
989                         break;
990                 case 'z':
991                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
992                         break;
993                 case 'p':
994                         slub_debug |= SLAB_POISON;
995                         break;
996                 case 'u':
997                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
998                         break;
999                 case 't':
1000                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1001                         break;
1002                 default:
1003                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1004                                 "unknown. skipped\n", *str);
1005                 }
1006         }
1007
1008 check_slabs:
1009         if (*str == ',')
1010                 slub_debug_slabs = str + 1;
1011 out:
1012         return 1;
1013 }
1014
1015 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1016
1017 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1018         unsigned long flags, const char *name,
1019         void (*ctor)(void *))
1020 {
1021         /*
1022          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1023          */
1024         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1025             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1026                         flags |= slub_debug;
1027
1028         return flags;
1029 }
1030 #else
1031 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1032                         struct page *page, void *object) {}
1033
1034 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1035         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1036
1037 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1038         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1039
1040 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1041                         { return 1; }
1042 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1043                         void *object, int active) { return 1; }
1044 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1045 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1046         unsigned long flags, const char *name,
1047         void (*ctor)(void *))
1048 {
1049         return flags;
1050 }
1051 #define slub_debug 0
1052
1053 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1054                                                         { return 0; }
1055 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1056                                                         int objects) {}
1057 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1058                                                         int objects) {}
1059 #endif
1060
1061 /*
1062  * Slab allocation and freeing
1063  */
1064 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1065                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1066 {
1067         int order = oo_order(oo);
1068
1069         if (node == -1)
1070                 return alloc_pages(flags, order);
1071         else
1072                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1073 }
1074
1075 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1076 {
1077         struct page *page;
1078         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1079
1080         flags |= s->allocflags;
1081
1082         page = alloc_slab_page(flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY, node,
1083                                                                         oo);
1084         if (unlikely(!page)) {
1085                 oo = s->min;
1086                 /*
1087                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1088                  * Try a lower order alloc if possible
1089                  */
1090                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1091                 if (!page)
1092                         return NULL;
1093
1094                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1095         }
1096
1097         if (kmemcheck_enabled
1098                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS)))
1099         {
1100                 kmemcheck_alloc_shadow(s, flags, node, page, compound_order(page));
1101         }
1102
1103         page->objects = oo_objects(oo);
1104         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1105                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1106                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1107                 1 << oo_order(oo));
1108
1109         return page;
1110 }
1111
1112 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1113                                 void *object)
1114 {
1115         setup_object_debug(s, page, object);
1116         if (unlikely(s->ctor))
1117                 s->ctor(object);
1118 }
1119
1120 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1121 {
1122         struct page *page;
1123         void *start;
1124         void *last;
1125         void *p;
1126
1127         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1128
1129         page = allocate_slab(s,
1130                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1131         if (!page)
1132                 goto out;
1133
1134         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1135         page->slab = s;
1136         page->flags |= 1 << PG_slab;
1137         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1138                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1139                 __SetPageSlubDebug(page);
1140
1141         start = page_address(page);
1142
1143         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1144                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1145
1146         last = start;
1147         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1148                 setup_object(s, page, last);
1149                 set_freepointer(s, last, p);
1150                 last = p;
1151         }
1152         setup_object(s, page, last);
1153         set_freepointer(s, last, NULL);
1154
1155         page->freelist = start;
1156         page->inuse = 0;
1157 out:
1158         return page;
1159 }
1160
1161 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1162 {
1163         int order = compound_order(page);
1164         int pages = 1 << order;
1165
1166         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1167                 void *p;
1168
1169                 slab_pad_check(s, page);
1170                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1171                                                 page->objects)
1172                         check_object(s, page, p, 0);
1173                 __ClearPageSlubDebug(page);
1174         }
1175
1176         if (kmemcheck_page_is_tracked(page))
1177                 kmemcheck_free_shadow(s, page, compound_order(page));
1178
1179         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1180                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1181                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1182                 -pages);
1183
1184         __ClearPageSlab(page);
1185         reset_page_mapcount(page);
1186         if (current->reclaim_state)
1187                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1188         __free_pages(page, order);
1189 }
1190
1191 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1192 {
1193         struct page *page;
1194
1195         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1196         __free_slab(page->slab, page);
1197 }
1198
1199 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1200 {
1201         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1202                 /*
1203                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1204                  */
1205                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1206
1207                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1208         } else
1209                 __free_slab(s, page);
1210 }
1211
1212 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1213 {
1214         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1215         free_slab(s, page);
1216 }
1217
1218 /*
1219  * Per slab locking using the pagelock
1220  */
1221 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1222 {
1223         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1224 }
1225
1226 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1227 {
1228         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1229 }
1230
1231 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1232 {
1233         int rc = 1;
1234
1235         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1236         return rc;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Management of partially allocated slabs
1241  */
1242 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1243                                 struct page *page, int tail)
1244 {
1245         spin_lock(&n->list_lock);
1246         n->nr_partial++;
1247         if (tail)
1248                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1249         else
1250                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1251         spin_unlock(&n->list_lock);
1252 }
1253
1254 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1255 {
1256         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1257
1258         spin_lock(&n->list_lock);
1259         list_del(&page->lru);
1260         n->nr_partial--;
1261         spin_unlock(&n->list_lock);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Lock slab and remove from the partial list.
1266  *
1267  * Must hold list_lock.
1268  */
1269 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1270                                                         struct page *page)
1271 {
1272         if (slab_trylock(page)) {
1273                 list_del(&page->lru);
1274                 n->nr_partial--;
1275                 __SetPageSlubFrozen(page);
1276                 return 1;
1277         }
1278         return 0;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1283  */
1284 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1285 {
1286         struct page *page;
1287
1288         /*
1289          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1290          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1291          * partial slab and there is none available then get_partials()
1292          * will return NULL.
1293          */
1294         if (!n || !n->nr_partial)
1295                 return NULL;
1296
1297         spin_lock(&n->list_lock);
1298         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1299                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1300                         goto out;
1301         page = NULL;
1302 out:
1303         spin_unlock(&n->list_lock);
1304         return page;
1305 }
1306
1307 /*
1308  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1309  */
1310 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1311 {
1312 #ifdef CONFIG_NUMA
1313         struct zonelist *zonelist;
1314         struct zoneref *z;
1315         struct zone *zone;
1316         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1317         struct page *page;
1318
1319         /*
1320          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1321          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1322          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1323          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1324          *
1325          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1326          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1327          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1328          * from other nodes and filled up.
1329          *
1330          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1331          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1332          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1333          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1334          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1335          * with available objects.
1336          */
1337         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1338                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1339                 return NULL;
1340
1341         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1342         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1343                 struct kmem_cache_node *n;
1344
1345                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1346
1347                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1348                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1349                         page = get_partial_node(n);
1350                         if (page)
1351                                 return page;
1352                 }
1353         }
1354 #endif
1355         return NULL;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * Get a partial page, lock it and return it.
1360  */
1361 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1362 {
1363         struct page *page;
1364         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1365
1366         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1367         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1368                 return page;
1369
1370         return get_any_partial(s, flags);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Move a page back to the lists.
1375  *
1376  * Must be called with the slab lock held.
1377  *
1378  * On exit the slab lock will have been dropped.
1379  */
1380 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1381 {
1382         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1383         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1384
1385         __ClearPageSlubFrozen(page);
1386         if (page->inuse) {
1387
1388                 if (page->freelist) {
1389                         add_partial(n, page, tail);
1390                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1391                 } else {
1392                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1393                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1394                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1395                                 add_full(n, page);
1396                 }
1397                 slab_unlock(page);
1398         } else {
1399                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1400                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1401                         /*
1402                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1403                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1404                          * to come after the other slabs with objects in
1405                          * so that the others get filled first. That way the
1406                          * size of the partial list stays small.
1407                          *
1408                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1409                          * the partial list.
1410                          */
1411                         add_partial(n, page, 1);
1412                         slab_unlock(page);
1413                 } else {
1414                         slab_unlock(page);
1415                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1416                         discard_slab(s, page);
1417                 }
1418         }
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Remove the cpu slab
1423  */
1424 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1425 {
1426         struct page *page = c->page;
1427         int tail = 1;
1428
1429         if (page->freelist)
1430                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1431         /*
1432          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1433          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1434          * to occur.
1435          */
1436         while (unlikely(c->freelist)) {
1437                 void **object;
1438
1439                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1440
1441                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1442                 object = c->freelist;
1443                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1444
1445                 /* And put onto the regular freelist */
1446                 object[c->offset] = page->freelist;
1447                 page->freelist = object;
1448                 page->inuse--;
1449         }
1450         c->page = NULL;
1451         unfreeze_slab(s, page, tail);
1452 }
1453
1454 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1455 {
1456         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1457         slab_lock(c->page);
1458         deactivate_slab(s, c);
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Flush cpu slab.
1463  *
1464  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1465  */
1466 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1467 {
1468         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1469
1470         if (likely(c && c->page))
1471                 flush_slab(s, c);
1472 }
1473
1474 static void flush_cpu_slab(void *d)
1475 {
1476         struct kmem_cache *s = d;
1477
1478         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1479 }
1480
1481 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1482 {
1483         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1488  * locality expectations.
1489  */
1490 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1491 {
1492 #ifdef CONFIG_NUMA
1493         if (node != -1 && c->node != node)
1494                 return 0;
1495 #endif
1496         return 1;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1501  * debugging duties.
1502  *
1503  * Interrupts are disabled.
1504  *
1505  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1506  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1507  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1508  *
1509  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1510  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1511  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1512  *
1513  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1514  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1515  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1516  */
1517 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1518                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1519 {
1520         void **object;
1521         struct page *new;
1522
1523         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1524         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1525
1526         if (!c->page)
1527                 goto new_slab;
1528
1529         slab_lock(c->page);
1530         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1531                 goto another_slab;
1532
1533         stat(c, ALLOC_REFILL);
1534
1535 load_freelist:
1536         object = c->page->freelist;
1537         if (unlikely(!object))
1538                 goto another_slab;
1539         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1540                 goto debug;
1541
1542         c->freelist = object[c->offset];
1543         c->page->inuse = c->page->objects;
1544         c->page->freelist = NULL;
1545         c->node = page_to_nid(c->page);
1546 unlock_out:
1547         slab_unlock(c->page);
1548         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1549         return object;
1550
1551 another_slab:
1552         deactivate_slab(s, c);
1553
1554 new_slab:
1555         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1556         if (new) {
1557                 c->page = new;
1558                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1559                 goto load_freelist;
1560         }
1561
1562         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1563                 local_irq_enable();
1564
1565         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1566
1567         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1568                 local_irq_disable();
1569
1570         if (new) {
1571                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1572                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1573                 if (c->page)
1574                         flush_slab(s, c);
1575                 slab_lock(new);
1576                 __SetPageSlubFrozen(new);
1577                 c->page = new;
1578                 goto load_freelist;
1579         }
1580         return NULL;
1581 debug:
1582         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1583                 goto another_slab;
1584
1585         c->page->inuse++;
1586         c->page->freelist = object[c->offset];
1587         c->node = -1;
1588         goto unlock_out;
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1593  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1594  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1595  *
1596  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1597  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1598  *
1599  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1600  */
1601 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1602                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1603 {
1604         void **object;
1605         struct kmem_cache_cpu *c;
1606         unsigned long flags;
1607         unsigned int objsize;
1608
1609         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1610         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1611
1612         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1613                 return NULL;
1614
1615         local_irq_save(flags);
1616         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1617         objsize = c->objsize;
1618         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1619
1620                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1621
1622         else {
1623                 object = c->freelist;
1624                 c->freelist = object[c->offset];
1625                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1626         }
1627         local_irq_restore(flags);
1628
1629         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1630                 memset(object, 0, objsize);
1631
1632         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1633         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1634
1635         return object;
1636 }
1637
1638 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1639 {
1640         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1641
1642         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1643
1644         return ret;
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1647
1648 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1649 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1650 {
1651         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1654 #endif
1655
1656 #ifdef CONFIG_NUMA
1657 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1658 {
1659         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1660
1661         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1662                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1663
1664         return ret;
1665 }
1666 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1667 #endif
1668
1669 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1670 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1671                                     gfp_t gfpflags,
1672                                     int node)
1673 {
1674         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1675 }
1676 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1677 #endif
1678
1679 /*
1680  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1681  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1682  *
1683  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1684  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1685  * handling required then we can return immediately.
1686  */
1687 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1688                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1689 {
1690         void *prior;
1691         void **object = (void *)x;
1692         struct kmem_cache_cpu *c;
1693
1694         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1695         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1696         slab_lock(page);
1697
1698         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1699                 goto debug;
1700
1701 checks_ok:
1702         prior = object[offset] = page->freelist;
1703         page->freelist = object;
1704         page->inuse--;
1705
1706         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1707                 stat(c, FREE_FROZEN);
1708                 goto out_unlock;
1709         }
1710
1711         if (unlikely(!page->inuse))
1712                 goto slab_empty;
1713
1714         /*
1715          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1716          * then add it.
1717          */
1718         if (unlikely(!prior)) {
1719                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1720                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1721         }
1722
1723 out_unlock:
1724         slab_unlock(page);
1725         return;
1726
1727 slab_empty:
1728         if (prior) {
1729                 /*
1730                  * Slab still on the partial list.
1731                  */
1732                 remove_partial(s, page);
1733                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1734         }
1735         slab_unlock(page);
1736         stat(c, FREE_SLAB);
1737         discard_slab(s, page);
1738         return;
1739
1740 debug:
1741         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1742                 goto out_unlock;
1743         goto checks_ok;
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1748  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1749  *
1750  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1751  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1752  * the item before.
1753  *
1754  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1755  * with all sorts of special processing.
1756  */
1757 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1758                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1759 {
1760         void **object = (void *)x;
1761         struct kmem_cache_cpu *c;
1762         unsigned long flags;
1763
1764         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1765         local_irq_save(flags);
1766         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1767         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1768         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1769         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1770                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1771         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1772                 object[c->offset] = c->freelist;
1773                 c->freelist = object;
1774                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1775         } else
1776                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1777
1778         local_irq_restore(flags);
1779 }
1780
1781 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1782 {
1783         struct page *page;
1784
1785         page = virt_to_head_page(x);
1786
1787         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1788
1789         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1790 }
1791 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1792
1793 /* Figure out on which slab page the object resides */
1794 static struct page *get_object_page(const void *x)
1795 {
1796         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1797
1798         if (!PageSlab(page))
1799                 return NULL;
1800
1801         return page;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1806  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1807  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1808  * another.
1809  *
1810  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1811  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1812  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1813  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1814  * locking overhead.
1815  */
1816
1817 /*
1818  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1819  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1820  * and increases the number of allocations possible without having to
1821  * take the list_lock.
1822  */
1823 static int slub_min_order;
1824 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1825 static int slub_min_objects;
1826
1827 /*
1828  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1829  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1830  */
1831 static int slub_nomerge;
1832
1833 /*
1834  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1835  *
1836  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1837  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1838  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1839  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1840  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1841  * would be wasted.
1842  *
1843  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1844  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1845  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1846  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1847  *
1848  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1849  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1850  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1851  * of space in favor of a small page order.
1852  *
1853  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1854  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1855  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1856  * the smallest order which will fit the object.
1857  */
1858 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1859                                 int max_order, int fract_leftover)
1860 {
1861         int order;
1862         int rem;
1863         int min_order = slub_min_order;
1864
1865         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1866                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1867
1868         for (order = max(min_order,
1869                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1870                         order <= max_order; order++) {
1871
1872                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1873
1874                 if (slab_size < min_objects * size)
1875                         continue;
1876
1877                 rem = slab_size % size;
1878
1879                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1880                         break;
1881
1882         }
1883
1884         return order;
1885 }
1886
1887 static inline int calculate_order(int size)
1888 {
1889         int order;
1890         int min_objects;
1891         int fraction;
1892         int max_objects;
1893
1894         /*
1895          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1896          * works by first attempting to generate a layout with
1897          * the best configuration and backing off gradually.
1898          *
1899          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1900          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1901          */
1902         min_objects = slub_min_objects;
1903         if (!min_objects)
1904                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1905         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1906         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1907
1908         while (min_objects > 1) {
1909                 fraction = 16;
1910                 while (fraction >= 4) {
1911                         order = slab_order(size, min_objects,
1912                                                 slub_max_order, fraction);
1913                         if (order <= slub_max_order)
1914                                 return order;
1915                         fraction /= 2;
1916                 }
1917                 min_objects --;
1918         }
1919
1920         /*
1921          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1922          * lets see if we can place a single object there.
1923          */
1924         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1925         if (order <= slub_max_order)
1926                 return order;
1927
1928         /*
1929          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1930          */
1931         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1932         if (order < MAX_ORDER)
1933                 return order;
1934         return -ENOSYS;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1939  */
1940 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1941                 unsigned long align, unsigned long size)
1942 {
1943         /*
1944          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1945          * suggestion if the object is sufficiently large.
1946          *
1947          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1948          * alignment though. If that is greater then use it.
1949          */
1950         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1951                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1952                 while (size <= ralign / 2)
1953                         ralign /= 2;
1954                 align = max(align, ralign);
1955         }
1956
1957         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1958                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1959
1960         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1961 }
1962
1963 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1964                         struct kmem_cache_cpu *c)
1965 {
1966         c->page = NULL;
1967         c->freelist = NULL;
1968         c->node = 0;
1969         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1970         c->objsize = s->objsize;
1971 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
1972         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
1973 #endif
1974 }
1975
1976 static void
1977 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
1978 {
1979         n->nr_partial = 0;
1980         spin_lock_init(&n->list_lock);
1981         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1982 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1983         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1984         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
1985         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1986 #endif
1987 }
1988
1989 #ifdef CONFIG_SMP
1990 /*
1991  * Per cpu array for per cpu structures.
1992  *
1993  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1994  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1995  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1996  * beneficial for the kmalloc caches.
1997  *
1998  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1999  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2000  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2001  *
2002  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2003  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2004  */
2005 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2006
2007 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
2008                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
2009
2010 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2011 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2012
2013 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2014                                                         int cpu, gfp_t flags)
2015 {
2016         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2017
2018         if (c)
2019                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2020                                 (void *)c->freelist;
2021         else {
2022                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2023                 c = kmalloc_node(
2024                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2025                         flags, cpu_to_node(cpu));
2026                 if (!c)
2027                         return NULL;
2028         }
2029
2030         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2031         return c;
2032 }
2033
2034 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2035 {
2036         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2037                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2038                 kfree(c);
2039                 return;
2040         }
2041         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2042         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2043 }
2044
2045 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2046 {
2047         int cpu;
2048
2049         for_each_online_cpu(cpu) {
2050                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2051
2052                 if (c) {
2053                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2054                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2055                 }
2056         }
2057 }
2058
2059 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2060 {
2061         int cpu;
2062
2063         for_each_online_cpu(cpu) {
2064                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2065
2066                 if (c)
2067                         continue;
2068
2069                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2070                 if (!c) {
2071                         free_kmem_cache_cpus(s);
2072                         return 0;
2073                 }
2074                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2075         }
2076         return 1;
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Initialize the per cpu array.
2081  */
2082 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2083 {
2084         int i;
2085
2086         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2087                 return;
2088
2089         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2090                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2091
2092         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2093 }
2094
2095 static void __init init_alloc_cpu(void)
2096 {
2097         int cpu;
2098
2099         for_each_online_cpu(cpu)
2100                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2101   }
2102
2103 #else
2104 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2105 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2106
2107 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2108 {
2109         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2110         return 1;
2111 }
2112 #endif
2113
2114 #ifdef CONFIG_NUMA
2115 /*
2116  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2117  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2118  * possible.
2119  *
2120  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2121  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2122  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2123  */
2124 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2125 {
2126         struct page *page;
2127         struct kmem_cache_node *n;
2128         unsigned long flags;
2129
2130         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2131
2132         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2133
2134         BUG_ON(!page);
2135         if (page_to_nid(page) != node) {
2136                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2137                                 "node %d\n", node);
2138                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2139                                 "in order to be able to continue\n");
2140         }
2141
2142         n = page->freelist;
2143         BUG_ON(!n);
2144         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2145         page->inuse++;
2146         kmalloc_caches->node[node] = n;
2147 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2148         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2149         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2150 #endif
2151         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2152         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2153
2154         /*
2155          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2156          * so even though there cannot be a race this early in
2157          * the boot sequence, we still disable irqs.
2158          */
2159         local_irq_save(flags);
2160         add_partial(n, page, 0);
2161         local_irq_restore(flags);
2162 }
2163
2164 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2165 {
2166         int node;
2167
2168         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2169                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2170                 if (n && n != &s->local_node)
2171                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2172                 s->node[node] = NULL;
2173         }
2174 }
2175
2176 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2177 {
2178         int node;
2179         int local_node;
2180
2181         if (slab_state >= UP)
2182                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2183         else
2184                 local_node = 0;
2185
2186         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2187                 struct kmem_cache_node *n;
2188
2189                 if (local_node == node)
2190                         n = &s->local_node;
2191                 else {
2192                         if (slab_state == DOWN) {
2193                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2194                                 continue;
2195                         }
2196                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2197                                                         gfpflags, node);
2198
2199                         if (!n) {
2200                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2201                                 return 0;
2202                         }
2203
2204                 }
2205                 s->node[node] = n;
2206                 init_kmem_cache_node(n, s);
2207         }
2208         return 1;
2209 }
2210 #else
2211 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2212 {
2213 }
2214
2215 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2216 {
2217         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2218         return 1;
2219 }
2220 #endif
2221
2222 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2223 {
2224         if (min < MIN_PARTIAL)
2225                 min = MIN_PARTIAL;
2226         else if (min > MAX_PARTIAL)
2227                 min = MAX_PARTIAL;
2228         s->min_partial = min;
2229 }
2230
2231 /*
2232  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2233  * a slab object.
2234  */
2235 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2236 {
2237         unsigned long flags = s->flags;
2238         unsigned long size = s->objsize;
2239         unsigned long align = s->align;
2240         int order;
2241
2242         /*
2243          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2244          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2245          * the possible location of the free pointer.
2246          */
2247         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2248
2249 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2250         /*
2251          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2252          * the slab may touch the object after free or before allocation
2253          * then we should never poison the object itself.
2254          */
2255         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2256                         !s->ctor)
2257                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2258         else
2259                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2260
2261
2262         /*
2263          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2264          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2265          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2266          */
2267         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2268                 size += sizeof(void *);
2269 #endif
2270
2271         /*
2272          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2273          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2274          */
2275         s->inuse = size;
2276
2277         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2278                 s->ctor)) {
2279                 /*
2280                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2281                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2282                  * kmem_cache_free.
2283                  *
2284                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2285                  * destructor or are poisoning the objects.
2286                  */
2287                 s->offset = size;
2288                 size += sizeof(void *);
2289         }
2290
2291 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2292         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2293                 /*
2294                  * Need to store information about allocs and frees after
2295                  * the object.
2296                  */
2297                 size += 2 * sizeof(struct track);
2298
2299         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2300                 /*
2301                  * Add some empty padding so that we can catch
2302                  * overwrites from earlier objects rather than let
2303                  * tracking information or the free pointer be
2304                  * corrupted if a user writes before the start
2305                  * of the object.
2306                  */
2307                 size += sizeof(void *);
2308 #endif
2309
2310         /*
2311          * Determine the alignment based on various parameters that the
2312          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2313          * on bootup.
2314          */
2315         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2316
2317         /*
2318          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2319          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2320          * each object to conform to the alignment.
2321          */
2322         size = ALIGN(size, align);
2323         s->size = size;
2324         if (forced_order >= 0)
2325                 order = forced_order;
2326         else
2327                 order = calculate_order(size);
2328
2329         if (order < 0)
2330                 return 0;
2331
2332         s->allocflags = 0;
2333         if (order)
2334                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2335
2336         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2337                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2338
2339         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2340                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2341
2342         /*
2343          * Determine the number of objects per slab
2344          */
2345         s->oo = oo_make(order, size);
2346         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2347         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2348                 s->max = s->oo;
2349
2350         return !!oo_objects(s->oo);
2351
2352 }
2353
2354 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2355                 const char *name, size_t size,
2356                 size_t align, unsigned long flags,
2357                 void (*ctor)(void *))
2358 {
2359         memset(s, 0, kmem_size);
2360         s->name = name;
2361         s->ctor = ctor;
2362         s->objsize = size;
2363         s->align = align;
2364         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2365
2366         if (!calculate_sizes(s, -1))
2367                 goto error;
2368
2369         /*
2370          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2371          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2372          */
2373         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2374         s->refcount = 1;
2375 #ifdef CONFIG_NUMA
2376         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2377 #endif
2378         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2379                 goto error;
2380
2381         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2382                 return 1;
2383         free_kmem_cache_nodes(s);
2384 error:
2385         if (flags & SLAB_PANIC)
2386                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2387                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2388                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2389                         s->offset, flags);
2390         return 0;
2391 }
2392
2393 /*
2394  * Check if a given pointer is valid
2395  */
2396 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2397 {
2398         struct page *page;
2399
2400         page = get_object_page(object);
2401
2402         if (!page || s != page->slab)
2403                 /* No slab or wrong slab */
2404                 return 0;
2405
2406         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2407                 return 0;
2408
2409         /*
2410          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2411          * But this would be too expensive and it seems that the main
2412          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2413          * to a certain slab.
2414          */
2415         return 1;
2416 }
2417 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2418
2419 /*
2420  * Determine the size of a slab object
2421  */
2422 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2423 {
2424         return s->objsize;
2425 }
2426 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2427
2428 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2429 {
2430         return s->name;
2431 }
2432 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2433
2434 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2435                                                         const char *text)
2436 {
2437 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2438         void *addr = page_address(page);
2439         void *p;
2440         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2441
2442         bitmap_zero(map, page->objects);
2443         slab_err(s, page, "%s", text);
2444         slab_lock(page);
2445         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2446                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2447
2448         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2449
2450                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2451                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2452                                                         p, p - addr);
2453                         print_tracking(s, p);
2454                 }
2455         }
2456         slab_unlock(page);
2457 #endif
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2462  */
2463 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2464 {
2465         unsigned long flags;
2466         struct page *page, *h;
2467
2468         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2469         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2470                 if (!page->inuse) {
2471                         list_del(&page->lru);
2472                         discard_slab(s, page);
2473                         n->nr_partial--;
2474                 } else {
2475                         list_slab_objects(s, page,
2476                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2477                 }
2478         }
2479         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2480 }
2481
2482 /*
2483  * Release all resources used by a slab cache.
2484  */
2485 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2486 {
2487         int node;
2488
2489         flush_all(s);
2490
2491         /* Attempt to free all objects */
2492         free_kmem_cache_cpus(s);
2493         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2494                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2495
2496                 free_partial(s, n);
2497                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2498                         return 1;
2499         }
2500         free_kmem_cache_nodes(s);
2501         return 0;
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2506  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2507  */
2508 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2509 {
2510         down_write(&slub_lock);
2511         s->refcount--;
2512         if (!s->refcount) {
2513                 list_del(&s->list);
2514                 up_write(&slub_lock);
2515                 if (kmem_cache_close(s)) {
2516                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2517                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2518                         dump_stack();
2519                 }
2520                 sysfs_slab_remove(s);
2521         } else
2522                 up_write(&slub_lock);
2523 }
2524 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2525
2526 /********************************************************************
2527  *              Kmalloc subsystem
2528  *******************************************************************/
2529
2530 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2531 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2532
2533 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2534 {
2535         get_option(&str, &slub_min_order);
2536
2537         return 1;
2538 }
2539
2540 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2541
2542 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2543 {
2544         get_option(&str, &slub_max_order);
2545         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2546
2547         return 1;
2548 }
2549
2550 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2551
2552 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2553 {
2554         get_option(&str, &slub_min_objects);
2555
2556         return 1;
2557 }
2558
2559 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2560
2561 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2562 {
2563         slub_nomerge = 1;
2564         return 1;
2565 }
2566
2567 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2568
2569 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2570                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2571 {
2572         unsigned int flags = 0;
2573
2574         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2575                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2576
2577         /*
2578          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2579          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2580          */
2581         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2582                                                                 flags, NULL))
2583                 goto panic;
2584
2585         list_add(&s->list, &slab_caches);
2586
2587         if (sysfs_slab_add(s))
2588                 goto panic;
2589         return s;
2590
2591 panic:
2592         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2593 }
2594
2595 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2596 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2597
2598 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2599 {
2600         struct kmem_cache *s;
2601
2602         down_write(&slub_lock);
2603         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2604                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2605                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2606                         sysfs_slab_add(s);
2607                 }
2608         }
2609         up_write(&slub_lock);
2610 }
2611
2612 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2613
2614 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2615 {
2616         struct kmem_cache *s;
2617         char *text;
2618         size_t realsize;
2619
2620         s = kmalloc_caches_dma[index];
2621         if (s)
2622                 return s;
2623
2624         /* Dynamically create dma cache */
2625         if (flags & __GFP_WAIT)
2626                 down_write(&slub_lock);
2627         else {
2628                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2629                         goto out;
2630         }
2631
2632         if (kmalloc_caches_dma[index])
2633                 goto unlock_out;
2634
2635         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2636         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2637                          (unsigned int)realsize);
2638         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2639
2640         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2641                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2642                         SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK|__SYSFS_ADD_DEFERRED,
2643                         NULL)) {
2644                 kfree(s);
2645                 kfree(text);
2646                 goto unlock_out;
2647         }
2648
2649         list_add(&s->list, &slab_caches);
2650         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2651
2652         schedule_work(&sysfs_add_work);
2653
2654 unlock_out:
2655         up_write(&slub_lock);
2656 out:
2657         return kmalloc_caches_dma[index];
2658 }
2659 #endif
2660
2661 /*
2662  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2663  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2664  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2665  * fls.
2666  */
2667 static s8 size_index[24] = {
2668         3,      /* 8 */
2669         4,      /* 16 */
2670         5,      /* 24 */
2671         5,      /* 32 */
2672         6,      /* 40 */
2673         6,      /* 48 */
2674         6,      /* 56 */
2675         6,      /* 64 */
2676         1,      /* 72 */
2677         1,      /* 80 */
2678         1,      /* 88 */
2679         1,      /* 96 */
2680         7,      /* 104 */
2681         7,      /* 112 */
2682         7,      /* 120 */
2683         7,      /* 128 */
2684         2,      /* 136 */
2685         2,      /* 144 */
2686         2,      /* 152 */
2687         2,      /* 160 */
2688         2,      /* 168 */
2689         2,      /* 176 */
2690         2,      /* 184 */
2691         2       /* 192 */
2692 };
2693
2694 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2695 {
2696         int index;
2697
2698         if (size <= 192) {
2699                 if (!size)
2700                         return ZERO_SIZE_PTR;
2701
2702                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2703         } else
2704                 index = fls(size - 1);
2705
2706 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2707         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2708                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2709
2710 #endif
2711         return &kmalloc_caches[index];
2712 }
2713
2714 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2715 {
2716         struct kmem_cache *s;
2717         void *ret;
2718
2719         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2720                 return kmalloc_large(size, flags);
2721
2722         s = get_slab(size, flags);
2723
2724         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2725                 return s;
2726
2727         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2728
2729         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2730
2731         return ret;
2732 }
2733 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2734
2735 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2736 {
2737         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2738                                                 get_order(size));
2739
2740         if (page)
2741                 return page_address(page);
2742         else
2743                 return NULL;
2744 }
2745
2746 #ifdef CONFIG_NUMA
2747 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2748 {
2749         struct kmem_cache *s;
2750         void *ret;
2751
2752         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2753                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2754
2755                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2756                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2757                                    flags, node);
2758
2759                 return ret;
2760         }
2761
2762         s = get_slab(size, flags);
2763
2764         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2765                 return s;
2766
2767         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2768
2769         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2770
2771         return ret;
2772 }
2773 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2774 #endif
2775
2776 size_t ksize(const void *object)
2777 {
2778         struct page *page;
2779         struct kmem_cache *s;
2780
2781         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2782                 return 0;
2783
2784         page = virt_to_head_page(object);
2785
2786         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2787                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2788                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2789         }
2790         s = page->slab;
2791
2792 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2793         /*
2794          * Debugging requires use of the padding between object
2795          * and whatever may come after it.
2796          */
2797         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2798                 return s->objsize;
2799
2800 #endif
2801         /*
2802          * If we have the need to store the freelist pointer
2803          * back there or track user information then we can
2804          * only use the space before that information.
2805          */
2806         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2807                 return s->inuse;
2808         /*
2809          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2810          */
2811         return s->size;
2812 }
2813 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2814
2815 void kfree(const void *x)
2816 {
2817         struct page *page;
2818         void *object = (void *)x;
2819
2820         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2821
2822         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2823                 return;
2824
2825         page = virt_to_head_page(x);
2826         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2827                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2828                 put_page(page);
2829                 return;
2830         }
2831         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2832 }
2833 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2834
2835 /*
2836  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2837  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2838  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2839  * and thus they can be removed from the partial lists.
2840  *
2841  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2842  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2843  * are freed in them.
2844  */
2845 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2846 {
2847         int node;
2848         int i;
2849         struct kmem_cache_node *n;
2850         struct page *page;
2851         struct page *t;
2852         int objects = oo_objects(s->max);
2853         struct list_head *slabs_by_inuse =
2854                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2855         unsigned long flags;
2856
2857         if (!slabs_by_inuse)
2858                 return -ENOMEM;
2859
2860         flush_all(s);
2861         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2862                 n = get_node(s, node);
2863
2864                 if (!n->nr_partial)
2865                         continue;
2866
2867                 for (i = 0; i < objects; i++)
2868                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2869
2870                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2871
2872                 /*
2873                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2874                  *
2875                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2876                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2877                  */
2878                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2879                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2880                                 /*
2881                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2882                                  * may have freed the last object and be
2883                                  * waiting to release the slab.
2884                                  */
2885                                 list_del(&page->lru);
2886                                 n->nr_partial--;
2887                                 slab_unlock(page);
2888                                 discard_slab(s, page);
2889                         } else {
2890                                 list_move(&page->lru,
2891                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2892                         }
2893                 }
2894
2895                 /*
2896                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2897                  * first and the least used slabs at the end.
2898                  */
2899                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2900                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2901
2902                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2903         }
2904
2905         kfree(slabs_by_inuse);
2906         return 0;
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2909
2910 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2911 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2912 {
2913         struct kmem_cache *s;
2914
2915         down_read(&slub_lock);
2916         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2917                 kmem_cache_shrink(s);
2918         up_read(&slub_lock);
2919
2920         return 0;
2921 }
2922
2923 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2924 {
2925         struct kmem_cache_node *n;
2926         struct kmem_cache *s;
2927         struct memory_notify *marg = arg;
2928         int offline_node;
2929
2930         offline_node = marg->status_change_nid;
2931
2932         /*
2933          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2934          * for it yet.
2935          */
2936         if (offline_node < 0)
2937                 return;
2938
2939         down_read(&slub_lock);
2940         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2941                 n = get_node(s, offline_node);
2942                 if (n) {
2943                         /*
2944                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2945                          * that is going down. We were unable to free them,
2946                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2947                          * callback. So, we must fail.
2948                          */
2949                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2950
2951                         s->node[offline_node] = NULL;
2952                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2953                 }
2954         }
2955         up_read(&slub_lock);
2956 }
2957
2958 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2959 {
2960         struct kmem_cache_node *n;
2961         struct kmem_cache *s;
2962         struct memory_notify *marg = arg;
2963         int nid = marg->status_change_nid;
2964         int ret = 0;
2965
2966         /*
2967          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2968          * already created. Nothing to do.
2969          */
2970         if (nid < 0)
2971                 return 0;
2972
2973         /*
2974          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2975          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2976          * online.
2977          */
2978         down_read(&slub_lock);
2979         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2980                 /*
2981                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2982                  *      since memory is not yet available from the node that
2983                  *      is brought up.
2984                  */
2985                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2986                 if (!n) {
2987                         ret = -ENOMEM;
2988                         goto out;
2989                 }
2990                 init_kmem_cache_node(n, s);
2991                 s->node[nid] = n;
2992         }
2993 out:
2994         up_read(&slub_lock);
2995         return ret;
2996 }
2997
2998 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2999                                 unsigned long action, void *arg)
3000 {
3001         int ret = 0;
3002
3003         switch (action) {
3004         case MEM_GOING_ONLINE:
3005                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3006                 break;
3007         case MEM_GOING_OFFLINE:
3008                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3009                 break;
3010         case MEM_OFFLINE:
3011         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3012                 slab_mem_offline_callback(arg);
3013                 break;
3014         case MEM_ONLINE:
3015         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3016                 break;
3017         }
3018         if (ret)
3019                 ret = notifier_from_errno(ret);
3020         else
3021                 ret = NOTIFY_OK;
3022         return ret;
3023 }
3024
3025 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3026
3027 /********************************************************************
3028  *                      Basic setup of slabs
3029  *******************************************************************/
3030
3031 void __init kmem_cache_init(void)
3032 {
3033         int i;
3034         int caches = 0;
3035
3036         init_alloc_cpu();
3037
3038 #ifdef CONFIG_NUMA
3039         /*
3040          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3041          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3042          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3043          */
3044         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3045                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3046         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3047         caches++;
3048
3049         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3050 #endif
3051
3052         /* Able to allocate the per node structures */
3053         slab_state = PARTIAL;
3054
3055         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3056         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3057                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3058                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3059                 caches++;
3060                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3061                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3062                 caches++;
3063         }
3064
3065         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3066                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3067                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3068                 caches++;
3069         }
3070
3071
3072         /*
3073          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3074          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3075          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3076          *
3077          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3078          * handle the index determination for the smaller caches.
3079          *
3080          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3081          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3082          */
3083         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3084                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3085
3086         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3087                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3088
3089         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3090                 /*
3091                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3092                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3093                  * instead.
3094                  */
3095                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3096                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3097         }
3098
3099         slab_state = UP;
3100
3101         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3102         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3103                 kmalloc_caches[i]. name =
3104                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3105
3106 #ifdef CONFIG_SMP
3107         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3108         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3109                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3110 #else
3111         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3112 #endif
3113
3114         printk(KERN_INFO
3115                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3116                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3117                 caches, cache_line_size(),
3118                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3119                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3120 }
3121
3122 /*
3123  * Find a mergeable slab cache
3124  */
3125 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3126 {
3127         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3128                 return 1;
3129
3130         if (s->ctor)
3131                 return 1;
3132
3133         /*
3134          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3135          */
3136         if (s->refcount < 0)
3137                 return 1;
3138
3139         return 0;
3140 }
3141
3142 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3143                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3144                 void (*ctor)(void *))
3145 {
3146         struct kmem_cache *s;
3147
3148         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3149                 return NULL;
3150
3151         if (ctor)
3152                 return NULL;
3153
3154         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3155         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3156         size = ALIGN(size, align);
3157         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3158
3159         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3160                 if (slab_unmergeable(s))
3161                         continue;
3162
3163                 if (size > s->size)
3164                         continue;
3165
3166                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3167                                 continue;
3168                 /*
3169                  * Check if alignment is compatible.
3170                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3171                  */
3172                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3173                         continue;
3174
3175                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3176                         continue;
3177
3178                 return s;
3179         }
3180         return NULL;
3181 }
3182
3183 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3184                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3185 {
3186         struct kmem_cache *s;
3187
3188         down_write(&slub_lock);
3189         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3190         if (s) {
3191                 int cpu;
3192
3193                 s->refcount++;
3194                 /*
3195                  * Adjust the object sizes so that we clear
3196                  * the complete object on kzalloc.
3197                  */
3198                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3199
3200                 /*
3201                  * And then we need to update the object size in the
3202                  * per cpu structures
3203                  */
3204                 for_each_online_cpu(cpu)
3205                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3206
3207                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3208                 up_write(&slub_lock);
3209
3210                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3211                         down_write(&slub_lock);
3212                         s->refcount--;
3213                         up_write(&slub_lock);
3214                         goto err;
3215                 }
3216                 return s;
3217         }
3218
3219         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3220         if (s) {
3221                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3222                                 size, align, flags, ctor)) {
3223                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3224                         up_write(&slub_lock);
3225                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3226                                 down_write(&slub_lock);
3227                                 list_del(&s->list);
3228                                 up_write(&slub_lock);
3229                                 kfree(s);
3230                                 goto err;
3231                         }
3232                         return s;
3233                 }
3234                 kfree(s);
3235         }
3236         up_write(&slub_lock);
3237
3238 err:
3239         if (flags & SLAB_PANIC)
3240                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3241         else
3242                 s = NULL;
3243         return s;
3244 }
3245 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3246
3247 #ifdef CONFIG_SMP
3248 /*
3249  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3250  * necessary.
3251  */
3252 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3253                 unsigned long action, void *hcpu)
3254 {
3255         long cpu = (long)hcpu;
3256         struct kmem_cache *s;
3257         unsigned long flags;
3258
3259         switch (action) {
3260         case CPU_UP_PREPARE:
3261         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3262                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3263                 down_read(&slub_lock);
3264                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3265                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3266                                                         GFP_KERNEL);
3267                 up_read(&slub_lock);
3268                 break;
3269
3270         case CPU_UP_CANCELED:
3271         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3272         case CPU_DEAD:
3273         case CPU_DEAD_FROZEN:
3274                 down_read(&slub_lock);
3275                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3276                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3277
3278                         local_irq_save(flags);
3279                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3280                         local_irq_restore(flags);
3281                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3282                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3283                 }
3284                 up_read(&slub_lock);
3285                 break;
3286         default:
3287                 break;
3288         }
3289         return NOTIFY_OK;
3290 }
3291
3292 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3293         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3294 };
3295
3296 #endif
3297
3298 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3299 {
3300         struct kmem_cache *s;
3301         void *ret;
3302
3303         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3304                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3305
3306         s = get_slab(size, gfpflags);
3307
3308         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3309                 return s;
3310
3311         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3312
3313         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3314         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3315
3316         return ret;
3317 }
3318
3319 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3320                                         int node, unsigned long caller)
3321 {
3322         struct kmem_cache *s;
3323         void *ret;
3324
3325         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3326                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3327
3328         s = get_slab(size, gfpflags);
3329
3330         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3331                 return s;
3332
3333         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3334
3335         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3336         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3337
3338         return ret;
3339 }
3340
3341 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3342 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3343                                         int (*get_count)(struct page *))
3344 {
3345         unsigned long flags;
3346         unsigned long x = 0;
3347         struct page *page;
3348
3349         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3350         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3351                 x += get_count(page);
3352         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3353         return x;
3354 }
3355
3356 static int count_inuse(struct page *page)
3357 {
3358         return page->inuse;
3359 }
3360
3361 static int count_total(struct page *page)
3362 {
3363         return page->objects;
3364 }
3365
3366 static int count_free(struct page *page)
3367 {
3368         return page->objects - page->inuse;
3369 }
3370
3371 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3372                                                 unsigned long *map)
3373 {
3374         void *p;
3375         void *addr = page_address(page);
3376
3377         if (!check_slab(s, page) ||
3378                         !on_freelist(s, page, NULL))
3379                 return 0;
3380
3381         /* Now we know that a valid freelist exists */
3382         bitmap_zero(map, page->objects);
3383
3384         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3385                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3386                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3387                         return 0;
3388         }
3389
3390         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3391                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3392                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3393                                 return 0;
3394         return 1;
3395 }
3396
3397 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3398                                                 unsigned long *map)
3399 {
3400         if (slab_trylock(page)) {
3401                 validate_slab(s, page, map);
3402                 slab_unlock(page);
3403         } else
3404                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3405                         s->name, page);
3406
3407         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3408                 if (!PageSlubDebug(page))
3409                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3410                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3411         } else {
3412                 if (PageSlubDebug(page))
3413                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3414                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3415         }
3416 }
3417
3418 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3419                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3420 {
3421         unsigned long count = 0;
3422         struct page *page;
3423         unsigned long flags;
3424
3425         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3426
3427         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3428                 validate_slab_slab(s, page, map);
3429                 count++;
3430         }
3431         if (count != n->nr_partial)
3432                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3433                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3434
3435         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3436                 goto out;
3437
3438         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3439                 validate_slab_slab(s, page, map);
3440                 count++;
3441         }
3442         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3443                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3444                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3445                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3446
3447 out:
3448         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3449         return count;
3450 }
3451
3452 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3453 {
3454         int node;
3455         unsigned long count = 0;
3456         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3457                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3458
3459         if (!map)
3460                 return -ENOMEM;
3461
3462         flush_all(s);
3463         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3464                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3465
3466                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3467         }
3468         kfree(map);
3469         return count;
3470 }
3471
3472 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3473 static void resiliency_test(void)
3474 {
3475         u8 *p;
3476
3477         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3478         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3479         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3480
3481         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3482         p[16] = 0x12;
3483         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3484                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3485
3486         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3487
3488         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3489         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3490         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3491         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3492                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3493         printk(KERN_ERR
3494                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3495
3496         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3497         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3498         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3499         *p = 0x56;
3500         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3501                                                                         p);
3502         printk(KERN_ERR
3503                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3504         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3505
3506         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3507         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3508         kfree(p);
3509         *p = 0x78;
3510         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3511         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3512
3513         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3514         kfree(p);
3515         p[50] = 0x9a;
3516         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3517                         p);
3518         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3519
3520         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3521         kfree(p);
3522         p[512] = 0xab;
3523         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3524         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3525 }
3526 #else
3527 static void resiliency_test(void) {};
3528 #endif
3529
3530 /*
3531  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3532  * and freed.
3533  */
3534
3535 struct location {
3536         unsigned long count;
3537         unsigned long addr;
3538         long long sum_time;
3539         long min_time;
3540         long max_time;
3541         long min_pid;
3542         long max_pid;
3543         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3544         nodemask_t nodes;
3545 };
3546
3547 struct loc_track {
3548         unsigned long max;
3549         unsigned long count;
3550         struct location *loc;
3551 };
3552
3553 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3554 {
3555         if (t->max)
3556                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3557                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3558 }
3559
3560 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3561 {
3562         struct location *l;
3563         int order;
3564
3565         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3566
3567         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3568         if (!l)
3569                 return 0;
3570
3571         if (t->count) {
3572                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3573                 free_loc_track(t);
3574         }
3575         t->max = max;
3576         t->loc = l;
3577         return 1;
3578 }
3579
3580 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3581                                 const struct track *track)
3582 {
3583         long start, end, pos;
3584         struct location *l;
3585         unsigned long caddr;
3586         unsigned long age = jiffies - track->when;
3587
3588         start = -1;
3589         end = t->count;
3590
3591         for ( ; ; ) {
3592                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3593
3594                 /*
3595                  * There is nothing at "end". If we end up there
3596                  * we need to add something to before end.
3597                  */
3598                 if (pos == end)
3599                         break;
3600
3601                 caddr = t->loc[pos].addr;
3602                 if (track->addr == caddr) {
3603
3604                         l = &t->loc[pos];
3605                         l->count++;
3606                         if (track->when) {
3607                                 l->sum_time += age;
3608                                 if (age < l->min_time)
3609                                         l->min_time = age;
3610                                 if (age > l->max_time)
3611                                         l->max_time = age;
3612
3613                                 if (track->pid < l->min_pid)
3614                                         l->min_pid = track->pid;
3615                                 if (track->pid > l->max_pid)
3616                                         l->max_pid = track->pid;
3617
3618                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3619                                                 to_cpumask(l->cpus));
3620                         }
3621                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3622                         return 1;
3623                 }
3624
3625                 if (track->addr < caddr)
3626                         end = pos;
3627                 else
3628                         start = pos;
3629         }
3630
3631         /*
3632          * Not found. Insert new tracking element.
3633          */
3634         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3635                 return 0;
3636
3637         l = t->loc + pos;
3638         if (pos < t->count)
3639                 memmove(l + 1, l,
3640                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3641         t->count++;
3642         l->count = 1;
3643         l->addr = track->addr;
3644         l->sum_time = age;
3645         l->min_time = age;
3646         l->max_time = age;
3647         l->min_pid = track->pid;
3648         l->max_pid = track->pid;
3649         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3650         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3651         nodes_clear(l->nodes);
3652         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3653         return 1;
3654 }
3655
3656 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3657                 struct page *page, enum track_item alloc)
3658 {
3659         void *addr = page_address(page);
3660         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3661         void *p;
3662
3663         bitmap_zero(map, page->objects);
3664         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3665                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3666
3667         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3668                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3669                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3670 }
3671
3672 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3673                                         enum track_item alloc)
3674 {
3675         int len = 0;
3676         unsigned long i;
3677         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3678         int node;
3679
3680         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3681                         GFP_TEMPORARY))
3682                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3683
3684         /* Push back cpu slabs */
3685         flush_all(s);
3686
3687         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3688                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3689                 unsigned long flags;
3690                 struct page *page;
3691
3692                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3693                         continue;
3694
3695                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3696                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3697                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3698                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3699                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3700                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3701         }
3702
3703         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3704                 struct location *l = &t.loc[i];
3705
3706                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3707                         break;
3708                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3709
3710                 if (l->addr)
3711                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3712                 else
3713                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3714
3715                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3716                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3717                                 l->min_time,
3718                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3719                                 l->max_time);
3720                 } else
3721                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3722                                 l->min_time);
3723
3724                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3725                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3726                                 l->min_pid, l->max_pid);
3727                 else
3728                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3729                                 l->min_pid);
3730
3731                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3732                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3733                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3734                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3735                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3736                                                  to_cpumask(l->cpus));
3737                 }
3738
3739                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3740                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3741                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3742                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3743                                         l->nodes);
3744                 }
3745
3746                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3747         }
3748
3749         free_loc_track(&t);
3750         if (!t.count)
3751                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3752         return len;
3753 }
3754
3755 enum slab_stat_type {
3756         SL_ALL,                 /* All slabs */
3757         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3758         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3759         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3760         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3761 };
3762
3763 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3764 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3765 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3766 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3767 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3768
3769 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3770                             char *buf, unsigned long flags)
3771 {
3772         unsigned long total = 0;
3773         int node;
3774         int x;
3775         unsigned long *nodes;
3776         unsigned long *per_cpu;
3777
3778         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3779         if (!nodes)
3780                 return -ENOMEM;
3781         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3782
3783         if (flags & SO_CPU) {
3784                 int cpu;
3785
3786                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3787                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3788
3789                         if (!c || c->node < 0)
3790                                 continue;
3791
3792                         if (c->page) {
3793                                         if (flags & SO_TOTAL)
3794                                                 x = c->page->objects;
3795                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3796                                         x = c->page->inuse;
3797                                 else
3798                                         x = 1;
3799
3800                                 total += x;
3801                                 nodes[c->node] += x;
3802                         }
3803                         per_cpu[c->node]++;
3804                 }
3805         }
3806
3807         if (flags & SO_ALL) {
3808                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3809                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3810
3811                 if (flags & SO_TOTAL)
3812                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3813                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3814                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3815                                 count_partial(n, count_free);
3816
3817                         else
3818                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3819                         total += x;
3820                         nodes[node] += x;
3821                 }
3822
3823         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3824                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3825                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3826
3827                         if (flags & SO_TOTAL)
3828                                 x = count_partial(n, count_total);
3829                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3830                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3831                         else
3832                                 x = n->nr_partial;
3833                         total += x;
3834                         nodes[node] += x;
3835                 }
3836         }
3837         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3838 #ifdef CONFIG_NUMA
3839         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3840                 if (nodes[node])
3841                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3842                                         node, nodes[node]);
3843 #endif
3844         kfree(nodes);
3845         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3846 }
3847
3848 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3849 {
3850         int node;
3851
3852         for_each_online_node(node) {
3853                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3854
3855                 if (!n)
3856                         continue;
3857
3858                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3859                         return 1;
3860         }
3861         return 0;
3862 }
3863
3864 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3865 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3866
3867 struct slab_attribute {
3868         struct attribute attr;
3869         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3870         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3871 };
3872
3873 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3874         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3875
3876 #define SLAB_ATTR(_name) \
3877         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3878         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3879
3880 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3881 {
3882         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3883 }
3884 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3885
3886 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3887 {
3888         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3889 }
3890 SLAB_ATTR_RO(align);
3891
3892 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3893 {
3894         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3895 }
3896 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3897
3898 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3899 {
3900         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3901 }
3902 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3903
3904 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3905                                 const char *buf, size_t length)
3906 {
3907         unsigned long order;
3908         int err;
3909
3910         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3911         if (err)
3912                 return err;
3913
3914         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3915                 return -EINVAL;
3916
3917         calculate_sizes(s, order);
3918         return length;
3919 }
3920
3921 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3922 {
3923         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3924 }
3925 SLAB_ATTR(order);
3926
3927 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3928 {
3929         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3930 }
3931
3932 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3933                                  size_t length)
3934 {
3935         unsigned long min;
3936         int err;
3937
3938         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3939         if (err)
3940                 return err;
3941
3942         set_min_partial(s, min);
3943         return length;
3944 }
3945 SLAB_ATTR(min_partial);
3946
3947 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3948 {
3949         if (s->ctor) {
3950                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3951
3952                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3953         }
3954         return 0;
3955 }
3956 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3957
3958 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3959 {
3960         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3961 }
3962 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3963
3964 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3965 {
3966         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3967 }
3968 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3969
3970 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3971 {
3972         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3973 }
3974 SLAB_ATTR_RO(partial);
3975
3976 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3977 {
3978         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3979 }
3980 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3981
3982 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3983 {
3984         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3985 }
3986 SLAB_ATTR_RO(objects);
3987
3988 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3989 {
3990         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3991 }
3992 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3993
3994 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3995 {
3996         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3997 }
3998 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3999
4000 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4001 {
4002         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4003 }
4004
4005 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4006                                 const char *buf, size_t length)
4007 {
4008         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4009         if (buf[0] == '1')
4010                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4011         return length;
4012 }
4013 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4014
4015 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4016 {
4017         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4018 }
4019
4020 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4021                                                         size_t length)
4022 {
4023         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4024         if (buf[0] == '1')
4025                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4026         return length;
4027 }
4028 SLAB_ATTR(trace);
4029
4030 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4031 {
4032         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4033 }
4034
4035 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4036                                 const char *buf, size_t length)
4037 {
4038         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4039         if (buf[0] == '1')
4040                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4041         return length;
4042 }
4043 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4044
4045 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4046 {
4047         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4048 }
4049 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4050
4051 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4052 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4053 {
4054         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4055 }
4056 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4057 #endif
4058
4059 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4060 {
4061         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4062 }
4063 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4064
4065 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4066 {
4067         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4068 }
4069
4070 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4071                                 const char *buf, size_t length)
4072 {
4073         if (any_slab_objects(s))
4074                 return -EBUSY;
4075
4076         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4077         if (buf[0] == '1')
4078                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4079         calculate_sizes(s, -1);
4080         return length;
4081 }
4082 SLAB_ATTR(red_zone);
4083
4084 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4085 {
4086         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4087 }
4088
4089 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4090                                 const char *buf, size_t length)
4091 {
4092         if (any_slab_objects(s))
4093                 return -EBUSY;
4094
4095         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4096         if (buf[0] == '1')
4097                 s->flags |= SLAB_POISON;
4098         calculate_sizes(s, -1);
4099         return length;
4100 }
4101 SLAB_ATTR(poison);
4102
4103 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4104 {
4105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4106 }
4107
4108 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4109                                 const char *buf, size_t length)
4110 {
4111         if (any_slab_objects(s))
4112                 return -EBUSY;
4113
4114         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4115         if (buf[0] == '1')
4116                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4117         calculate_sizes(s, -1);
4118         return length;
4119 }
4120 SLAB_ATTR(store_user);
4121
4122 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4123 {
4124         return 0;
4125 }
4126
4127 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4128                         const char *buf, size_t length)
4129 {
4130         int ret = -EINVAL;
4131
4132         if (buf[0] == '1') {
4133                 ret = validate_slab_cache(s);
4134                 if (ret >= 0)
4135                         ret = length;
4136         }
4137         return ret;
4138 }
4139 SLAB_ATTR(validate);
4140
4141 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4142 {
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4147                         const char *buf, size_t length)
4148 {
4149         if (buf[0] == '1') {
4150                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4151
4152                 if (rc)
4153                         return rc;
4154         } else
4155                 return -EINVAL;
4156         return length;
4157 }
4158 SLAB_ATTR(shrink);
4159
4160 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4161 {
4162         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4163                 return -ENOSYS;
4164         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4165 }
4166 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4167
4168 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4169 {
4170         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4171                 return -ENOSYS;
4172         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4173 }
4174 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4175
4176 #ifdef CONFIG_NUMA
4177 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4178 {
4179         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4180 }
4181
4182 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4183                                 const char *buf, size_t length)
4184 {
4185         unsigned long ratio;
4186         int err;
4187
4188         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4189         if (err)
4190                 return err;
4191
4192         if (ratio <= 100)
4193                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4194
4195         return length;
4196 }
4197 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4198 #endif
4199
4200 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4201 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4202 {
4203         unsigned long sum  = 0;
4204         int cpu;
4205         int len;
4206         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4207
4208         if (!data)
4209                 return -ENOMEM;
4210
4211         for_each_online_cpu(cpu) {
4212                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4213
4214                 data[cpu] = x;
4215                 sum += x;
4216         }
4217
4218         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4219
4220 #ifdef CONFIG_SMP
4221         for_each_online_cpu(cpu) {
4222                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4223                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4224         }
4225 #endif
4226         kfree(data);
4227         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4228 }
4229
4230 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4231 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4232 {                                                               \
4233         return show_stat(s, buf, si);                           \
4234 }                                                               \
4235 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4236
4237 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4238 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4239 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4240 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4241 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4242 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4243 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4244 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4245 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4246 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4247 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4248 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4249 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4250 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4251 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4252 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4253 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4254 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4255 #endif
4256
4257 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4258         &slab_size_attr.attr,
4259         &object_size_attr.attr,
4260         &objs_per_slab_attr.attr,
4261         &order_attr.attr,
4262         &min_partial_attr.attr,
4263         &objects_attr.attr,
4264         &objects_partial_attr.attr,
4265         &total_objects_attr.attr,
4266         &slabs_attr.attr,
4267         &partial_attr.attr,
4268         &cpu_slabs_attr.attr,
4269         &ctor_attr.attr,
4270         &aliases_attr.attr,
4271         &align_attr.attr,
4272         &sanity_checks_attr.attr,
4273         &trace_attr.attr,
4274         &hwcache_align_attr.attr,
4275         &reclaim_account_attr.attr,
4276         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4277         &red_zone_attr.attr,
4278         &poison_attr.attr,
4279         &store_user_attr.attr,
4280         &validate_attr.attr,
4281         &shrink_attr.attr,
4282         &alloc_calls_attr.attr,
4283         &free_calls_attr.attr,
4284 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4285         &cache_dma_attr.attr,
4286 #endif
4287 #ifdef CONFIG_NUMA
4288         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4289 #endif
4290 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4291         &alloc_fastpath_attr.attr,
4292         &alloc_slowpath_attr.attr,
4293         &free_fastpath_attr.attr,
4294         &free_slowpath_attr.attr,
4295         &free_frozen_attr.attr,
4296         &free_add_partial_attr.attr,
4297         &free_remove_partial_attr.attr,
4298         &alloc_from_partial_attr.attr,
4299         &alloc_slab_attr.attr,
4300         &alloc_refill_attr.attr,
4301         &free_slab_attr.attr,
4302         &cpuslab_flush_attr.attr,
4303         &deactivate_full_attr.attr,
4304         &deactivate_empty_attr.attr,
4305         &deactivate_to_head_attr.attr,
4306         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4307         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4308         &order_fallback_attr.attr,
4309 #endif
4310         NULL
4311 };
4312
4313 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4314         .attrs = slab_attrs,
4315 };
4316
4317 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4318                                 struct attribute *attr,
4319                                 char *buf)
4320 {
4321         struct slab_attribute *attribute;
4322         struct kmem_cache *s;
4323         int err;
4324
4325         attribute = to_slab_attr(attr);
4326         s = to_slab(kobj);
4327
4328         if (!attribute->show)
4329                 return -EIO;
4330
4331         err = attribute->show(s, buf);
4332
4333         return err;
4334 }
4335
4336 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4337                                 struct attribute *attr,
4338                                 const char *buf, size_t len)
4339 {
4340         struct slab_attribute *attribute;
4341         struct kmem_cache *s;
4342         int err;
4343
4344         attribute = to_slab_attr(attr);
4345         s = to_slab(kobj);
4346
4347         if (!attribute->store)
4348                 return -EIO;
4349
4350         err = attribute->store(s, buf, len);
4351
4352         return err;
4353 }
4354
4355 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4356 {
4357         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4358
4359         kfree(s);
4360 }
4361
4362 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4363         .show = slab_attr_show,
4364         .store = slab_attr_store,
4365 };
4366
4367 static struct kobj_type slab_ktype = {
4368         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4369         .release = kmem_cache_release
4370 };
4371
4372 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4373 {
4374         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4375
4376         if (ktype == &slab_ktype)
4377                 return 1;
4378         return 0;
4379 }
4380
4381 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4382         .filter = uevent_filter,
4383 };
4384
4385 static struct kset *slab_kset;
4386
4387 #define ID_STR_LENGTH 64
4388
4389 /* Create a unique string id for a slab cache:
4390  *
4391  * Format       :[flags-]size
4392  */
4393 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4394 {
4395         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4396         char *p = name;
4397
4398         BUG_ON(!name);
4399
4400         *p++ = ':';
4401         /*
4402          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4403          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4404          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4405          * are matched during merging to guarantee that the id is
4406          * unique.
4407          */
4408         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4409                 *p++ = 'd';
4410         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4411                 *p++ = 'a';
4412         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4413                 *p++ = 'F';
4414         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4415                 *p++ = 't';
4416         if (p != name + 1)
4417                 *p++ = '-';
4418         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4419         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4420         return name;
4421 }
4422
4423 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4424 {
4425         int err;
4426         const char *name;
4427         int unmergeable;
4428
4429         if (slab_state < SYSFS)
4430                 /* Defer until later */
4431                 return 0;
4432
4433         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4434         if (unmergeable) {
4435                 /*
4436                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4437                  * This is typically the case for debug situations. In that
4438                  * case we can catch duplicate names easily.
4439                  */
4440                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4441                 name = s->name;
4442         } else {
4443                 /*
4444                  * Create a unique name for the slab as a target
4445                  * for the symlinks.
4446                  */
4447                 name = create_unique_id(s);
4448         }
4449
4450         s->kobj.kset = slab_kset;
4451         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4452         if (err) {
4453                 kobject_put(&s->kobj);
4454                 return err;
4455         }
4456
4457         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4458         if (err)
4459                 return err;
4460         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4461         if (!unmergeable) {
4462                 /* Setup first alias */
4463                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4464                 kfree(name);
4465         }
4466         return 0;
4467 }
4468
4469 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4470 {
4471         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4472         kobject_del(&s->kobj);
4473         kobject_put(&s->kobj);
4474 }
4475
4476 /*
4477  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4478  * available lest we lose that information.
4479  */
4480 struct saved_alias {
4481         struct kmem_cache *s;
4482         const char *name;
4483         struct saved_alias *next;
4484 };
4485
4486 static struct saved_alias *alias_list;
4487
4488 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4489 {
4490         struct saved_alias *al;
4491
4492         if (slab_state == SYSFS) {
4493                 /*
4494                  * If we have a leftover link then remove it.
4495                  */
4496                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4497                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4498         }
4499
4500         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4501         if (!al)
4502                 return -ENOMEM;
4503
4504         al->s = s;
4505         al->name = name;
4506         al->next = alias_list;
4507         alias_list = al;
4508         return 0;
4509 }
4510
4511 static int __init slab_sysfs_init(void)
4512 {
4513         struct kmem_cache *s;
4514         int err;
4515
4516         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4517         if (!slab_kset) {
4518                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4519                 return -ENOSYS;
4520         }
4521
4522         slab_state = SYSFS;
4523
4524         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4525                 err = sysfs_slab_add(s);
4526                 if (err)
4527                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4528                                                 " to sysfs\n", s->name);
4529         }
4530
4531         while (alias_list) {
4532                 struct saved_alias *al = alias_list;
4533
4534                 alias_list = alias_list->next;
4535                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4536                 if (err)
4537                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4538                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4539                 kfree(al);
4540         }
4541
4542         resiliency_test();
4543         return 0;
4544 }
4545
4546 __initcall(slab_sysfs_init);
4547 #endif
4548
4549 /*
4550  * The /proc/slabinfo ABI
4551  */
4552 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4553 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4554 {
4555         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4556         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4557                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4558         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4559         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4560         seq_putc(m, '\n');
4561 }
4562
4563 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4564 {
4565         loff_t n = *pos;
4566
4567         down_read(&slub_lock);
4568         if (!n)
4569                 print_slabinfo_header(m);
4570
4571         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4572 }
4573
4574 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4575 {
4576         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4577 }
4578
4579 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4580 {
4581         up_read(&slub_lock);
4582 }
4583
4584 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4585 {
4586         unsigned long nr_partials = 0;
4587         unsigned long nr_slabs = 0;
4588         unsigned long nr_inuse = 0;
4589         unsigned long nr_objs = 0;
4590         unsigned long nr_free = 0;
4591         struct kmem_cache *s;
4592         int node;
4593
4594         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4595
4596         for_each_online_node(node) {
4597                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4598
4599                 if (!n)
4600                         continue;
4601
4602                 nr_partials += n->nr_partial;
4603                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4604                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4605                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4606         }
4607
4608         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4609
4610         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4611                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4612                    (1 << oo_order(s->oo)));
4613         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4614         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4615                    0UL);
4616         seq_putc(m, '\n');
4617         return 0;
4618 }
4619
4620 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4621         .start = s_start,
4622         .next = s_next,
4623         .stop = s_stop,
4624         .show = s_show,
4625 };
4626
4627 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4628 {
4629         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4630 }
4631
4632 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4633         .open           = slabinfo_open,
4634         .read           = seq_read,
4635         .llseek         = seq_lseek,
4636         .release        = seq_release,
4637 };
4638
4639 static int __init slab_proc_init(void)
4640 {
4641         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4642         return 0;
4643 }
4644 module_init(slab_proc_init);
4645 #endif /* CONFIG_SLABINFO */