SLUB: Out-of-memory diagnostics
[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 <trace/kmemtrace.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 /*
32  * Lock order:
33  *   1. slab_lock(page)
34  *   2. slab->list_lock
35  *
36  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
37  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
38  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
39  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
40  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
41  *   the page_struct of the slab.
42  *
43  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
44  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
45  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
46  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
47  *   modified without taking the list lock).
48  *
49  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
50  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
51  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
52  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
53  *   the list lock.
54  *
55  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
56  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
57  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
58  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
59  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
60  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
61  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
62  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
63  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
64  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
65  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
66  *   no danger of cacheline contention.
67  *
68  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
69  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
70  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
71  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
72  *
73  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
74  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
75  *
76  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
77  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
78  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
79  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
80  * cannot scan all objects.
81  *
82  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
83  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
84  * fast frees and allocs.
85  *
86  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
87  *
88  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
89  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
90  *                      such as satisfying allocations for a specific
91  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
92  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
93  *                      list operations. It is up to the processor holding
94  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
95  *                      when the slab is no longer needed.
96  *
97  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
98  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
99  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
100  *                      freelist that allows lockless access to
101  *                      free objects in addition to the regular freelist
102  *                      that requires the slab lock.
103  *
104  * PageError            Slab requires special handling due to debug
105  *                      options set. This moves slab handling out of
106  *                      the fast path and disables lockless freelists.
107  */
108
109 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
110 #define SLABDEBUG 1
111 #else
112 #define SLABDEBUG 0
113 #endif
114
115 /*
116  * Issues still to be resolved:
117  *
118  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
119  *
120  * - Variable sizing of the per node arrays
121  */
122
123 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
124 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
125
126 /*
127  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
128  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
129  */
130 #define MIN_PARTIAL 5
131
132 /*
133  * Maximum number of desirable partial slabs.
134  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
135  * sort the partial list by the number of objects in the.
136  */
137 #define MAX_PARTIAL 10
138
139 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
140                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
141
142 /*
143  * Set of flags that will prevent slab merging
144  */
145 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
146                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
147
148 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
149                 SLAB_CACHE_DMA)
150
151 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #define OO_SHIFT        16
160 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
161 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
162
163 /* Internal SLUB flags */
164 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
165 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
166
167 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
168
169 #ifdef CONFIG_SMP
170 static struct notifier_block slab_notifier;
171 #endif
172
173 static enum {
174         DOWN,           /* No slab functionality available */
175         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
176         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
177         SYSFS           /* Sysfs up */
178 } slab_state = DOWN;
179
180 /* A list of all slab caches on the system */
181 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
182 static LIST_HEAD(slab_caches);
183
184 /*
185  * Tracking user of a slab.
186  */
187 struct track {
188         unsigned long addr;     /* Called from address */
189         int cpu;                /* Was running on cpu */
190         int pid;                /* Pid context */
191         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
192 };
193
194 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
195
196 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
197 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
198 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
199 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
200
201 #else
202 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
203 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
204                                                         { return 0; }
205 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
206 {
207         kfree(s);
208 }
209
210 #endif
211
212 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
213 {
214 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
215         c->stat[si]++;
216 #endif
217 }
218
219 /********************************************************************
220  *                      Core slab cache functions
221  *******************************************************************/
222
223 int slab_is_available(void)
224 {
225         return slab_state >= UP;
226 }
227
228 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
229 {
230 #ifdef CONFIG_NUMA
231         return s->node[node];
232 #else
233         return &s->local_node;
234 #endif
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
238 {
239 #ifdef CONFIG_SMP
240         return s->cpu_slab[cpu];
241 #else
242         return &s->cpu_slab;
243 #endif
244 }
245
246 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
247 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
248                                 struct page *page, const void *object)
249 {
250         void *base;
251
252         if (!object)
253                 return 1;
254
255         base = page_address(page);
256         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
257                 (object - base) % s->size) {
258                 return 0;
259         }
260
261         return 1;
262 }
263
264 /*
265  * Slow version of get and set free pointer.
266  *
267  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
268  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
269  * from the page struct.
270  */
271 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
272 {
273         return *(void **)(object + s->offset);
274 }
275
276 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
277 {
278         *(void **)(object + s->offset) = fp;
279 }
280
281 /* Loop over all objects in a slab */
282 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
283         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
284                         __p += (__s)->size)
285
286 /* Scan freelist */
287 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
288         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
289
290 /* Determine object index from a given position */
291 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
292 {
293         return (p - addr) / s->size;
294 }
295
296 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
297                                                 unsigned long size)
298 {
299         struct kmem_cache_order_objects x = {
300                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
301         };
302
303         return x;
304 }
305
306 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
307 {
308         return x.x >> OO_SHIFT;
309 }
310
311 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
312 {
313         return x.x & OO_MASK;
314 }
315
316 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
317 /*
318  * Debug settings:
319  */
320 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
321 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
322 #else
323 static int slub_debug;
324 #endif
325
326 static char *slub_debug_slabs;
327
328 /*
329  * Object debugging
330  */
331 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
332 {
333         int i, offset;
334         int newline = 1;
335         char ascii[17];
336
337         ascii[16] = 0;
338
339         for (i = 0; i < length; i++) {
340                 if (newline) {
341                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
342                         newline = 0;
343                 }
344                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
345                 offset = i % 16;
346                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
347                 if (offset == 15) {
348                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
349                         newline = 1;
350                 }
351         }
352         if (!newline) {
353                 i %= 16;
354                 while (i < 16) {
355                         printk(KERN_CONT "   ");
356                         ascii[i] = ' ';
357                         i++;
358                 }
359                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
360         }
361 }
362
363 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
364         enum track_item alloc)
365 {
366         struct track *p;
367
368         if (s->offset)
369                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
370         else
371                 p = object + s->inuse;
372
373         return p + alloc;
374 }
375
376 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
377                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
378 {
379         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
380
381         if (addr) {
382                 p->addr = addr;
383                 p->cpu = smp_processor_id();
384                 p->pid = current->pid;
385                 p->when = jiffies;
386         } else
387                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
388 }
389
390 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
391 {
392         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
393                 return;
394
395         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
396         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
397 }
398
399 static void print_track(const char *s, struct track *t)
400 {
401         if (!t->addr)
402                 return;
403
404         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
405                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
406 }
407
408 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
409 {
410         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
411                 return;
412
413         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
414         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
415 }
416
417 static void print_page_info(struct page *page)
418 {
419         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
420                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
421
422 }
423
424 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
425 {
426         va_list args;
427         char buf[100];
428
429         va_start(args, fmt);
430         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
431         va_end(args);
432         printk(KERN_ERR "========================================"
433                         "=====================================\n");
434         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
435         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
436                         "-------------------------------------\n\n");
437 }
438
439 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
440 {
441         va_list args;
442         char buf[100];
443
444         va_start(args, fmt);
445         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
446         va_end(args);
447         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
448 }
449
450 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
451 {
452         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
453         u8 *addr = page_address(page);
454
455         print_tracking(s, p);
456
457         print_page_info(page);
458
459         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
460                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
461
462         if (p > addr + 16)
463                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
464
465         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
466
467         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
468                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
469                         s->inuse - s->objsize);
470
471         if (s->offset)
472                 off = s->offset + sizeof(void *);
473         else
474                 off = s->inuse;
475
476         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
477                 off += 2 * sizeof(struct track);
478
479         if (off != s->size)
480                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
481                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
482
483         dump_stack();
484 }
485
486 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
487                         u8 *object, char *reason)
488 {
489         slab_bug(s, "%s", reason);
490         print_trailer(s, page, object);
491 }
492
493 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
494 {
495         va_list args;
496         char buf[100];
497
498         va_start(args, fmt);
499         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
500         va_end(args);
501         slab_bug(s, "%s", buf);
502         print_page_info(page);
503         dump_stack();
504 }
505
506 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
507 {
508         u8 *p = object;
509
510         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
511                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
512                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
513         }
514
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
516                 memset(p + s->objsize,
517                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
518                         s->inuse - s->objsize);
519 }
520
521 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
522 {
523         while (bytes) {
524                 if (*start != (u8)value)
525                         return start;
526                 start++;
527                 bytes--;
528         }
529         return NULL;
530 }
531
532 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
533                                                 void *from, void *to)
534 {
535         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
536         memset(from, data, to - from);
537 }
538
539 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
540                         u8 *object, char *what,
541                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
542 {
543         u8 *fault;
544         u8 *end;
545
546         fault = check_bytes(start, value, bytes);
547         if (!fault)
548                 return 1;
549
550         end = start + bytes;
551         while (end > fault && end[-1] == value)
552                 end--;
553
554         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
555         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
556                                         fault, end - 1, fault[0], value);
557         print_trailer(s, page, object);
558
559         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
560         return 0;
561 }
562
563 /*
564  * Object layout:
565  *
566  * object address
567  *      Bytes of the object to be managed.
568  *      If the freepointer may overlay the object then the free
569  *      pointer is the first word of the object.
570  *
571  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
572  *      0xa5 (POISON_END)
573  *
574  * object + s->objsize
575  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
576  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
577  *      objsize == inuse.
578  *
579  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
580  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
581  *
582  * object + s->inuse
583  *      Meta data starts here.
584  *
585  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
586  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
587  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
588  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
589  *              before the word boundary.
590  *
591  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
592  *
593  * object + s->size
594  *      Nothing is used beyond s->size.
595  *
596  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
597  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
598  * may be used with merged slabcaches.
599  */
600
601 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
602 {
603         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
604
605         if (s->offset)
606                 /* Freepointer is placed after the object. */
607                 off += sizeof(void *);
608
609         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
610                 /* We also have user information there */
611                 off += 2 * sizeof(struct track);
612
613         if (s->size == off)
614                 return 1;
615
616         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
617                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
618 }
619
620 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
621 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
622 {
623         u8 *start;
624         u8 *fault;
625         u8 *end;
626         int length;
627         int remainder;
628
629         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
630                 return 1;
631
632         start = page_address(page);
633         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
634         end = start + length;
635         remainder = length % s->size;
636         if (!remainder)
637                 return 1;
638
639         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
640         if (!fault)
641                 return 1;
642         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
643                 end--;
644
645         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
646         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
647
648         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
649         return 0;
650 }
651
652 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
653                                         void *object, int active)
654 {
655         u8 *p = object;
656         u8 *endobject = object + s->objsize;
657
658         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
659                 unsigned int red =
660                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
661
662                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
663                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
664                         return 0;
665         } else {
666                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
667                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
668                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
669                 }
670         }
671
672         if (s->flags & SLAB_POISON) {
673                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
674                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
675                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
676                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
677                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
678                         return 0;
679                 /*
680                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
681                  */
682                 check_pad_bytes(s, page, p);
683         }
684
685         if (!s->offset && active)
686                 /*
687                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
688                  * freepointer while object is allocated.
689                  */
690                 return 1;
691
692         /* Check free pointer validity */
693         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
694                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
695                 /*
696                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
697                  * of the free objects in this slab. May cause
698                  * another error because the object count is now wrong.
699                  */
700                 set_freepointer(s, p, NULL);
701                 return 0;
702         }
703         return 1;
704 }
705
706 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
707 {
708         int maxobj;
709
710         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
711
712         if (!PageSlab(page)) {
713                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
714                 return 0;
715         }
716
717         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
718         if (page->objects > maxobj) {
719                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
720                         s->name, page->objects, maxobj);
721                 return 0;
722         }
723         if (page->inuse > page->objects) {
724                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
725                         s->name, page->inuse, page->objects);
726                 return 0;
727         }
728         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
729         slab_pad_check(s, page);
730         return 1;
731 }
732
733 /*
734  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
735  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
736  */
737 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
738 {
739         int nr = 0;
740         void *fp = page->freelist;
741         void *object = NULL;
742         unsigned long max_objects;
743
744         while (fp && nr <= page->objects) {
745                 if (fp == search)
746                         return 1;
747                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
748                         if (object) {
749                                 object_err(s, page, object,
750                                         "Freechain corrupt");
751                                 set_freepointer(s, object, NULL);
752                                 break;
753                         } else {
754                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
755                                 page->freelist = NULL;
756                                 page->inuse = page->objects;
757                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
758                                 return 0;
759                         }
760                         break;
761                 }
762                 object = fp;
763                 fp = get_freepointer(s, object);
764                 nr++;
765         }
766
767         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
768         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
769                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
770
771         if (page->objects != max_objects) {
772                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
773                         "should be %d", page->objects, max_objects);
774                 page->objects = max_objects;
775                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
776         }
777         if (page->inuse != page->objects - nr) {
778                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
779                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
780                 page->inuse = page->objects - nr;
781                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
782         }
783         return search == NULL;
784 }
785
786 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
787                                                                 int alloc)
788 {
789         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
790                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
791                         s->name,
792                         alloc ? "alloc" : "free",
793                         object, page->inuse,
794                         page->freelist);
795
796                 if (!alloc)
797                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
798
799                 dump_stack();
800         }
801 }
802
803 /*
804  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
805  */
806 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
807 {
808         spin_lock(&n->list_lock);
809         list_add(&page->lru, &n->full);
810         spin_unlock(&n->list_lock);
811 }
812
813 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
814 {
815         struct kmem_cache_node *n;
816
817         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
818                 return;
819
820         n = get_node(s, page_to_nid(page));
821
822         spin_lock(&n->list_lock);
823         list_del(&page->lru);
824         spin_unlock(&n->list_lock);
825 }
826
827 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
828 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
829 {
830         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
831
832         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
833 }
834
835 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
836 {
837         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
838
839         /*
840          * May be called early in order to allocate a slab for the
841          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
842          * dilemma by deferring the increment of the count during
843          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
844          */
845         if (!NUMA_BUILD || n) {
846                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
847                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
848         }
849 }
850 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
851 {
852         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
853
854         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
855         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
856 }
857
858 /* Object debug checks for alloc/free paths */
859 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
860                                                                 void *object)
861 {
862         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
863                 return;
864
865         init_object(s, object, 0);
866         init_tracking(s, object);
867 }
868
869 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
870                                         void *object, unsigned long addr)
871 {
872         if (!check_slab(s, page))
873                 goto bad;
874
875         if (!on_freelist(s, page, object)) {
876                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
877                 goto bad;
878         }
879
880         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
881                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
882                 goto bad;
883         }
884
885         if (!check_object(s, page, object, 0))
886                 goto bad;
887
888         /* Success perform special debug activities for allocs */
889         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
890                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
891         trace(s, page, object, 1);
892         init_object(s, object, 1);
893         return 1;
894
895 bad:
896         if (PageSlab(page)) {
897                 /*
898                  * If this is a slab page then lets do the best we can
899                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
900                  * as used avoids touching the remaining objects.
901                  */
902                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
903                 page->inuse = page->objects;
904                 page->freelist = NULL;
905         }
906         return 0;
907 }
908
909 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
910                                         void *object, unsigned long addr)
911 {
912         if (!check_slab(s, page))
913                 goto fail;
914
915         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
916                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
917                 goto fail;
918         }
919
920         if (on_freelist(s, page, object)) {
921                 object_err(s, page, object, "Object already free");
922                 goto fail;
923         }
924
925         if (!check_object(s, page, object, 1))
926                 return 0;
927
928         if (unlikely(s != page->slab)) {
929                 if (!PageSlab(page)) {
930                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
931                                 "outside of slab", object);
932                 } else if (!page->slab) {
933                         printk(KERN_ERR
934                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
935                                                 object);
936                         dump_stack();
937                 } else
938                         object_err(s, page, object,
939                                         "page slab pointer corrupt.");
940                 goto fail;
941         }
942
943         /* Special debug activities for freeing objects */
944         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
945                 remove_full(s, page);
946         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
947                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
948         trace(s, page, object, 0);
949         init_object(s, object, 0);
950         return 1;
951
952 fail:
953         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
954         return 0;
955 }
956
957 static int __init setup_slub_debug(char *str)
958 {
959         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
960         if (*str++ != '=' || !*str)
961                 /*
962                  * No options specified. Switch on full debugging.
963                  */
964                 goto out;
965
966         if (*str == ',')
967                 /*
968                  * No options but restriction on slabs. This means full
969                  * debugging for slabs matching a pattern.
970                  */
971                 goto check_slabs;
972
973         slub_debug = 0;
974         if (*str == '-')
975                 /*
976                  * Switch off all debugging measures.
977                  */
978                 goto out;
979
980         /*
981          * Determine which debug features should be switched on
982          */
983         for (; *str && *str != ','; str++) {
984                 switch (tolower(*str)) {
985                 case 'f':
986                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
987                         break;
988                 case 'z':
989                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
990                         break;
991                 case 'p':
992                         slub_debug |= SLAB_POISON;
993                         break;
994                 case 'u':
995                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
996                         break;
997                 case 't':
998                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
999                         break;
1000                 default:
1001                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1002                                 "unknown. skipped\n", *str);
1003                 }
1004         }
1005
1006 check_slabs:
1007         if (*str == ',')
1008                 slub_debug_slabs = str + 1;
1009 out:
1010         return 1;
1011 }
1012
1013 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1014
1015 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1016         unsigned long flags, const char *name,
1017         void (*ctor)(void *))
1018 {
1019         /*
1020          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1021          */
1022         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1023             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1024                         flags |= slub_debug;
1025
1026         return flags;
1027 }
1028 #else
1029 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1030                         struct page *page, void *object) {}
1031
1032 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1033         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1034
1035 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1036         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1037
1038 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1039                         { return 1; }
1040 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1041                         void *object, int active) { return 1; }
1042 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1043 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1044         unsigned long flags, const char *name,
1045         void (*ctor)(void *))
1046 {
1047         return flags;
1048 }
1049 #define slub_debug 0
1050
1051 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1052                                                         { return 0; }
1053 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1054                                                         int objects) {}
1055 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1056                                                         int objects) {}
1057 #endif
1058
1059 /*
1060  * Slab allocation and freeing
1061  */
1062 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1063                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1064 {
1065         int order = oo_order(oo);
1066
1067         if (node == -1)
1068                 return alloc_pages(flags, order);
1069         else
1070                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1071 }
1072
1073 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1074 {
1075         struct page *page;
1076         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1077
1078         flags |= s->allocflags;
1079
1080         page = alloc_slab_page(flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY, node,
1081                                                                         oo);
1082         if (unlikely(!page)) {
1083                 oo = s->min;
1084                 /*
1085                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1086                  * Try a lower order alloc if possible
1087                  */
1088                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1089                 if (!page)
1090                         return NULL;
1091
1092                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1093         }
1094         page->objects = oo_objects(oo);
1095         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1096                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1097                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1098                 1 << oo_order(oo));
1099
1100         return page;
1101 }
1102
1103 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1104                                 void *object)
1105 {
1106         setup_object_debug(s, page, object);
1107         if (unlikely(s->ctor))
1108                 s->ctor(object);
1109 }
1110
1111 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1112 {
1113         struct page *page;
1114         void *start;
1115         void *last;
1116         void *p;
1117
1118         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1119
1120         page = allocate_slab(s,
1121                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1122         if (!page)
1123                 goto out;
1124
1125         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1126         page->slab = s;
1127         page->flags |= 1 << PG_slab;
1128         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1129                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1130                 __SetPageSlubDebug(page);
1131
1132         start = page_address(page);
1133
1134         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1135                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1136
1137         last = start;
1138         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1139                 setup_object(s, page, last);
1140                 set_freepointer(s, last, p);
1141                 last = p;
1142         }
1143         setup_object(s, page, last);
1144         set_freepointer(s, last, NULL);
1145
1146         page->freelist = start;
1147         page->inuse = 0;
1148 out:
1149         return page;
1150 }
1151
1152 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1153 {
1154         int order = compound_order(page);
1155         int pages = 1 << order;
1156
1157         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1158                 void *p;
1159
1160                 slab_pad_check(s, page);
1161                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1162                                                 page->objects)
1163                         check_object(s, page, p, 0);
1164                 __ClearPageSlubDebug(page);
1165         }
1166
1167         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1168                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1169                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1170                 -pages);
1171
1172         __ClearPageSlab(page);
1173         reset_page_mapcount(page);
1174         if (current->reclaim_state)
1175                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1176         __free_pages(page, order);
1177 }
1178
1179 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1180 {
1181         struct page *page;
1182
1183         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1184         __free_slab(page->slab, page);
1185 }
1186
1187 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1188 {
1189         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1190                 /*
1191                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1192                  */
1193                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1194
1195                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1196         } else
1197                 __free_slab(s, page);
1198 }
1199
1200 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1201 {
1202         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1203         free_slab(s, page);
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Per slab locking using the pagelock
1208  */
1209 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1210 {
1211         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1212 }
1213
1214 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1215 {
1216         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1217 }
1218
1219 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1220 {
1221         int rc = 1;
1222
1223         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1224         return rc;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Management of partially allocated slabs
1229  */
1230 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1231                                 struct page *page, int tail)
1232 {
1233         spin_lock(&n->list_lock);
1234         n->nr_partial++;
1235         if (tail)
1236                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1237         else
1238                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1239         spin_unlock(&n->list_lock);
1240 }
1241
1242 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1243 {
1244         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1245
1246         spin_lock(&n->list_lock);
1247         list_del(&page->lru);
1248         n->nr_partial--;
1249         spin_unlock(&n->list_lock);
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Lock slab and remove from the partial list.
1254  *
1255  * Must hold list_lock.
1256  */
1257 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1258                                                         struct page *page)
1259 {
1260         if (slab_trylock(page)) {
1261                 list_del(&page->lru);
1262                 n->nr_partial--;
1263                 __SetPageSlubFrozen(page);
1264                 return 1;
1265         }
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1271  */
1272 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1273 {
1274         struct page *page;
1275
1276         /*
1277          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1278          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1279          * partial slab and there is none available then get_partials()
1280          * will return NULL.
1281          */
1282         if (!n || !n->nr_partial)
1283                 return NULL;
1284
1285         spin_lock(&n->list_lock);
1286         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1287                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1288                         goto out;
1289         page = NULL;
1290 out:
1291         spin_unlock(&n->list_lock);
1292         return page;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1297  */
1298 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1299 {
1300 #ifdef CONFIG_NUMA
1301         struct zonelist *zonelist;
1302         struct zoneref *z;
1303         struct zone *zone;
1304         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1305         struct page *page;
1306
1307         /*
1308          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1309          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1310          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1311          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1312          *
1313          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1314          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1315          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1316          * from other nodes and filled up.
1317          *
1318          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1319          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1320          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1321          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1322          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1323          * with available objects.
1324          */
1325         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1326                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1327                 return NULL;
1328
1329         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1330         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1331                 struct kmem_cache_node *n;
1332
1333                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1334
1335                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1336                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1337                         page = get_partial_node(n);
1338                         if (page)
1339                                 return page;
1340                 }
1341         }
1342 #endif
1343         return NULL;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Get a partial page, lock it and return it.
1348  */
1349 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1350 {
1351         struct page *page;
1352         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1353
1354         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1355         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1356                 return page;
1357
1358         return get_any_partial(s, flags);
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Move a page back to the lists.
1363  *
1364  * Must be called with the slab lock held.
1365  *
1366  * On exit the slab lock will have been dropped.
1367  */
1368 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1369 {
1370         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1371         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1372
1373         __ClearPageSlubFrozen(page);
1374         if (page->inuse) {
1375
1376                 if (page->freelist) {
1377                         add_partial(n, page, tail);
1378                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1379                 } else {
1380                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1381                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1382                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1383                                 add_full(n, page);
1384                 }
1385                 slab_unlock(page);
1386         } else {
1387                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1388                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1389                         /*
1390                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1391                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1392                          * to come after the other slabs with objects in
1393                          * so that the others get filled first. That way the
1394                          * size of the partial list stays small.
1395                          *
1396                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1397                          * the partial list.
1398                          */
1399                         add_partial(n, page, 1);
1400                         slab_unlock(page);
1401                 } else {
1402                         slab_unlock(page);
1403                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1404                         discard_slab(s, page);
1405                 }
1406         }
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Remove the cpu slab
1411  */
1412 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1413 {
1414         struct page *page = c->page;
1415         int tail = 1;
1416
1417         if (page->freelist)
1418                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1419         /*
1420          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1421          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1422          * to occur.
1423          */
1424         while (unlikely(c->freelist)) {
1425                 void **object;
1426
1427                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1428
1429                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1430                 object = c->freelist;
1431                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1432
1433                 /* And put onto the regular freelist */
1434                 object[c->offset] = page->freelist;
1435                 page->freelist = object;
1436                 page->inuse--;
1437         }
1438         c->page = NULL;
1439         unfreeze_slab(s, page, tail);
1440 }
1441
1442 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1443 {
1444         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1445         slab_lock(c->page);
1446         deactivate_slab(s, c);
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Flush cpu slab.
1451  *
1452  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1453  */
1454 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1455 {
1456         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1457
1458         if (likely(c && c->page))
1459                 flush_slab(s, c);
1460 }
1461
1462 static void flush_cpu_slab(void *d)
1463 {
1464         struct kmem_cache *s = d;
1465
1466         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1467 }
1468
1469 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1470 {
1471         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1476  * locality expectations.
1477  */
1478 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1479 {
1480 #ifdef CONFIG_NUMA
1481         if (node != -1 && c->node != node)
1482                 return 0;
1483 #endif
1484         return 1;
1485 }
1486
1487 static int count_free(struct page *page)
1488 {
1489         return page->objects - page->inuse;
1490 }
1491
1492 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1493                                         int (*get_count)(struct page *))
1494 {
1495         unsigned long flags;
1496         unsigned long x = 0;
1497         struct page *page;
1498
1499         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1500         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1501                 x += get_count(page);
1502         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1503         return x;
1504 }
1505
1506 static noinline void
1507 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1508 {
1509         int node;
1510
1511         printk(KERN_WARNING
1512                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1513                 nid, gfpflags);
1514         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1515                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1516                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1517
1518         for_each_online_node(node) {
1519                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1520                 unsigned long nr_slabs;
1521                 unsigned long nr_objs;
1522                 unsigned long nr_free;
1523
1524                 if (!n)
1525                         continue;
1526
1527                 nr_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
1528                 nr_objs = atomic_long_read(&n->total_objects);
1529                 nr_free = count_partial(n, count_free);
1530
1531                 printk(KERN_WARNING
1532                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1533                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1534         }
1535 }
1536
1537 /*
1538  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1539  * debugging duties.
1540  *
1541  * Interrupts are disabled.
1542  *
1543  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1544  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1545  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1546  *
1547  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1548  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1549  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1550  *
1551  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1552  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1553  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1554  */
1555 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1556                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1557 {
1558         void **object;
1559         struct page *new;
1560
1561         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1562         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1563
1564         if (!c->page)
1565                 goto new_slab;
1566
1567         slab_lock(c->page);
1568         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1569                 goto another_slab;
1570
1571         stat(c, ALLOC_REFILL);
1572
1573 load_freelist:
1574         object = c->page->freelist;
1575         if (unlikely(!object))
1576                 goto another_slab;
1577         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1578                 goto debug;
1579
1580         c->freelist = object[c->offset];
1581         c->page->inuse = c->page->objects;
1582         c->page->freelist = NULL;
1583         c->node = page_to_nid(c->page);
1584 unlock_out:
1585         slab_unlock(c->page);
1586         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1587         return object;
1588
1589 another_slab:
1590         deactivate_slab(s, c);
1591
1592 new_slab:
1593         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1594         if (new) {
1595                 c->page = new;
1596                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1597                 goto load_freelist;
1598         }
1599
1600         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1601                 local_irq_enable();
1602
1603         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1604
1605         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1606                 local_irq_disable();
1607
1608         if (new) {
1609                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1610                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1611                 if (c->page)
1612                         flush_slab(s, c);
1613                 slab_lock(new);
1614                 __SetPageSlubFrozen(new);
1615                 c->page = new;
1616                 goto load_freelist;
1617         }
1618         slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1619         return NULL;
1620 debug:
1621         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1622                 goto another_slab;
1623
1624         c->page->inuse++;
1625         c->page->freelist = object[c->offset];
1626         c->node = -1;
1627         goto unlock_out;
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1632  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1633  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1634  *
1635  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1636  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1637  *
1638  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1639  */
1640 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1641                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1642 {
1643         void **object;
1644         struct kmem_cache_cpu *c;
1645         unsigned long flags;
1646         unsigned int objsize;
1647
1648         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1649         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1650
1651         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1652                 return NULL;
1653
1654         local_irq_save(flags);
1655         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1656         objsize = c->objsize;
1657         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1658
1659                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1660
1661         else {
1662                 object = c->freelist;
1663                 c->freelist = object[c->offset];
1664                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1665         }
1666         local_irq_restore(flags);
1667
1668         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1669                 memset(object, 0, objsize);
1670
1671         return object;
1672 }
1673
1674 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1675 {
1676         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1677
1678         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1679
1680         return ret;
1681 }
1682 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1683
1684 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1685 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1686 {
1687         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1688 }
1689 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1690 #endif
1691
1692 #ifdef CONFIG_NUMA
1693 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1694 {
1695         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1696
1697         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1698                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1699
1700         return ret;
1701 }
1702 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1703 #endif
1704
1705 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1706 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1707                                     gfp_t gfpflags,
1708                                     int node)
1709 {
1710         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1711 }
1712 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1713 #endif
1714
1715 /*
1716  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1717  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1718  *
1719  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1720  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1721  * handling required then we can return immediately.
1722  */
1723 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1724                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1725 {
1726         void *prior;
1727         void **object = (void *)x;
1728         struct kmem_cache_cpu *c;
1729
1730         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1731         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1732         slab_lock(page);
1733
1734         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1735                 goto debug;
1736
1737 checks_ok:
1738         prior = object[offset] = page->freelist;
1739         page->freelist = object;
1740         page->inuse--;
1741
1742         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1743                 stat(c, FREE_FROZEN);
1744                 goto out_unlock;
1745         }
1746
1747         if (unlikely(!page->inuse))
1748                 goto slab_empty;
1749
1750         /*
1751          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1752          * then add it.
1753          */
1754         if (unlikely(!prior)) {
1755                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1756                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1757         }
1758
1759 out_unlock:
1760         slab_unlock(page);
1761         return;
1762
1763 slab_empty:
1764         if (prior) {
1765                 /*
1766                  * Slab still on the partial list.
1767                  */
1768                 remove_partial(s, page);
1769                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1770         }
1771         slab_unlock(page);
1772         stat(c, FREE_SLAB);
1773         discard_slab(s, page);
1774         return;
1775
1776 debug:
1777         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1778                 goto out_unlock;
1779         goto checks_ok;
1780 }
1781
1782 /*
1783  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1784  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1785  *
1786  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1787  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1788  * the item before.
1789  *
1790  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1791  * with all sorts of special processing.
1792  */
1793 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1794                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1795 {
1796         void **object = (void *)x;
1797         struct kmem_cache_cpu *c;
1798         unsigned long flags;
1799
1800         local_irq_save(flags);
1801         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1802         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1803         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1804                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1805         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1806                 object[c->offset] = c->freelist;
1807                 c->freelist = object;
1808                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1809         } else
1810                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1811
1812         local_irq_restore(flags);
1813 }
1814
1815 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1816 {
1817         struct page *page;
1818
1819         page = virt_to_head_page(x);
1820
1821         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1822
1823         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1826
1827 /* Figure out on which slab page the object resides */
1828 static struct page *get_object_page(const void *x)
1829 {
1830         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1831
1832         if (!PageSlab(page))
1833                 return NULL;
1834
1835         return page;
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1840  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1841  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1842  * another.
1843  *
1844  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1845  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1846  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1847  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1848  * locking overhead.
1849  */
1850
1851 /*
1852  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1853  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1854  * and increases the number of allocations possible without having to
1855  * take the list_lock.
1856  */
1857 static int slub_min_order;
1858 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1859 static int slub_min_objects;
1860
1861 /*
1862  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1863  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1864  */
1865 static int slub_nomerge;
1866
1867 /*
1868  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1869  *
1870  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1871  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1872  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1873  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1874  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1875  * would be wasted.
1876  *
1877  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1878  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1879  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1880  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1881  *
1882  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1883  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1884  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1885  * of space in favor of a small page order.
1886  *
1887  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1888  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1889  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1890  * the smallest order which will fit the object.
1891  */
1892 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1893                                 int max_order, int fract_leftover)
1894 {
1895         int order;
1896         int rem;
1897         int min_order = slub_min_order;
1898
1899         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1900                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1901
1902         for (order = max(min_order,
1903                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1904                         order <= max_order; order++) {
1905
1906                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1907
1908                 if (slab_size < min_objects * size)
1909                         continue;
1910
1911                 rem = slab_size % size;
1912
1913                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1914                         break;
1915
1916         }
1917
1918         return order;
1919 }
1920
1921 static inline int calculate_order(int size)
1922 {
1923         int order;
1924         int min_objects;
1925         int fraction;
1926         int max_objects;
1927
1928         /*
1929          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1930          * works by first attempting to generate a layout with
1931          * the best configuration and backing off gradually.
1932          *
1933          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1934          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1935          */
1936         min_objects = slub_min_objects;
1937         if (!min_objects)
1938                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1939         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1940         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1941
1942         while (min_objects > 1) {
1943                 fraction = 16;
1944                 while (fraction >= 4) {
1945                         order = slab_order(size, min_objects,
1946                                                 slub_max_order, fraction);
1947                         if (order <= slub_max_order)
1948                                 return order;
1949                         fraction /= 2;
1950                 }
1951                 min_objects --;
1952         }
1953
1954         /*
1955          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1956          * lets see if we can place a single object there.
1957          */
1958         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1959         if (order <= slub_max_order)
1960                 return order;
1961
1962         /*
1963          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1964          */
1965         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1966         if (order < MAX_ORDER)
1967                 return order;
1968         return -ENOSYS;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1973  */
1974 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1975                 unsigned long align, unsigned long size)
1976 {
1977         /*
1978          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1979          * suggestion if the object is sufficiently large.
1980          *
1981          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1982          * alignment though. If that is greater then use it.
1983          */
1984         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1985                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1986                 while (size <= ralign / 2)
1987                         ralign /= 2;
1988                 align = max(align, ralign);
1989         }
1990
1991         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1992                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1993
1994         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1995 }
1996
1997 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1998                         struct kmem_cache_cpu *c)
1999 {
2000         c->page = NULL;
2001         c->freelist = NULL;
2002         c->node = 0;
2003         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2004         c->objsize = s->objsize;
2005 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2006         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2007 #endif
2008 }
2009
2010 static void
2011 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2012 {
2013         n->nr_partial = 0;
2014         spin_lock_init(&n->list_lock);
2015         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2016 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2017         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2018         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2019         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2020 #endif
2021 }
2022
2023 #ifdef CONFIG_SMP
2024 /*
2025  * Per cpu array for per cpu structures.
2026  *
2027  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2028  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2029  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2030  * beneficial for the kmalloc caches.
2031  *
2032  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2033  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2034  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2035  *
2036  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2037  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2038  */
2039 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2040
2041 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
2042                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
2043
2044 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2045 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2046
2047 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2048                                                         int cpu, gfp_t flags)
2049 {
2050         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2051
2052         if (c)
2053                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2054                                 (void *)c->freelist;
2055         else {
2056                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2057                 c = kmalloc_node(
2058                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2059                         flags, cpu_to_node(cpu));
2060                 if (!c)
2061                         return NULL;
2062         }
2063
2064         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2065         return c;
2066 }
2067
2068 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2069 {
2070         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2071                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2072                 kfree(c);
2073                 return;
2074         }
2075         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2076         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2077 }
2078
2079 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2080 {
2081         int cpu;
2082
2083         for_each_online_cpu(cpu) {
2084                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2085
2086                 if (c) {
2087                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2088                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2089                 }
2090         }
2091 }
2092
2093 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2094 {
2095         int cpu;
2096
2097         for_each_online_cpu(cpu) {
2098                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2099
2100                 if (c)
2101                         continue;
2102
2103                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2104                 if (!c) {
2105                         free_kmem_cache_cpus(s);
2106                         return 0;
2107                 }
2108                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2109         }
2110         return 1;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Initialize the per cpu array.
2115  */
2116 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2117 {
2118         int i;
2119
2120         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2121                 return;
2122
2123         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2124                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2125
2126         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2127 }
2128
2129 static void __init init_alloc_cpu(void)
2130 {
2131         int cpu;
2132
2133         for_each_online_cpu(cpu)
2134                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2135   }
2136
2137 #else
2138 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2139 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2140
2141 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2142 {
2143         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2144         return 1;
2145 }
2146 #endif
2147
2148 #ifdef CONFIG_NUMA
2149 /*
2150  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2151  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2152  * possible.
2153  *
2154  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2155  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2156  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2157  */
2158 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2159 {
2160         struct page *page;
2161         struct kmem_cache_node *n;
2162         unsigned long flags;
2163
2164         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2165
2166         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2167
2168         BUG_ON(!page);
2169         if (page_to_nid(page) != node) {
2170                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2171                                 "node %d\n", node);
2172                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2173                                 "in order to be able to continue\n");
2174         }
2175
2176         n = page->freelist;
2177         BUG_ON(!n);
2178         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2179         page->inuse++;
2180         kmalloc_caches->node[node] = n;
2181 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2182         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2183         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2184 #endif
2185         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2186         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2187
2188         /*
2189          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2190          * so even though there cannot be a race this early in
2191          * the boot sequence, we still disable irqs.
2192          */
2193         local_irq_save(flags);
2194         add_partial(n, page, 0);
2195         local_irq_restore(flags);
2196 }
2197
2198 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2199 {
2200         int node;
2201
2202         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2203                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2204                 if (n && n != &s->local_node)
2205                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2206                 s->node[node] = NULL;
2207         }
2208 }
2209
2210 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2211 {
2212         int node;
2213         int local_node;
2214
2215         if (slab_state >= UP)
2216                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2217         else
2218                 local_node = 0;
2219
2220         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2221                 struct kmem_cache_node *n;
2222
2223                 if (local_node == node)
2224                         n = &s->local_node;
2225                 else {
2226                         if (slab_state == DOWN) {
2227                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2228                                 continue;
2229                         }
2230                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2231                                                         gfpflags, node);
2232
2233                         if (!n) {
2234                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2235                                 return 0;
2236                         }
2237
2238                 }
2239                 s->node[node] = n;
2240                 init_kmem_cache_node(n, s);
2241         }
2242         return 1;
2243 }
2244 #else
2245 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2246 {
2247 }
2248
2249 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2250 {
2251         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2252         return 1;
2253 }
2254 #endif
2255
2256 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2257 {
2258         if (min < MIN_PARTIAL)
2259                 min = MIN_PARTIAL;
2260         else if (min > MAX_PARTIAL)
2261                 min = MAX_PARTIAL;
2262         s->min_partial = min;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2267  * a slab object.
2268  */
2269 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2270 {
2271         unsigned long flags = s->flags;
2272         unsigned long size = s->objsize;
2273         unsigned long align = s->align;
2274         int order;
2275
2276         /*
2277          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2278          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2279          * the possible location of the free pointer.
2280          */
2281         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2282
2283 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2284         /*
2285          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2286          * the slab may touch the object after free or before allocation
2287          * then we should never poison the object itself.
2288          */
2289         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2290                         !s->ctor)
2291                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2292         else
2293                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2294
2295
2296         /*
2297          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2298          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2299          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2300          */
2301         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2302                 size += sizeof(void *);
2303 #endif
2304
2305         /*
2306          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2307          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2308          */
2309         s->inuse = size;
2310
2311         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2312                 s->ctor)) {
2313                 /*
2314                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2315                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2316                  * kmem_cache_free.
2317                  *
2318                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2319                  * destructor or are poisoning the objects.
2320                  */
2321                 s->offset = size;
2322                 size += sizeof(void *);
2323         }
2324
2325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2326         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2327                 /*
2328                  * Need to store information about allocs and frees after
2329                  * the object.
2330                  */
2331                 size += 2 * sizeof(struct track);
2332
2333         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2334                 /*
2335                  * Add some empty padding so that we can catch
2336                  * overwrites from earlier objects rather than let
2337                  * tracking information or the free pointer be
2338                  * corrupted if a user writes before the start
2339                  * of the object.
2340                  */
2341                 size += sizeof(void *);
2342 #endif
2343
2344         /*
2345          * Determine the alignment based on various parameters that the
2346          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2347          * on bootup.
2348          */
2349         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2350
2351         /*
2352          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2353          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2354          * each object to conform to the alignment.
2355          */
2356         size = ALIGN(size, align);
2357         s->size = size;
2358         if (forced_order >= 0)
2359                 order = forced_order;
2360         else
2361                 order = calculate_order(size);
2362
2363         if (order < 0)
2364                 return 0;
2365
2366         s->allocflags = 0;
2367         if (order)
2368                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2369
2370         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2371                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2372
2373         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2374                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2375
2376         /*
2377          * Determine the number of objects per slab
2378          */
2379         s->oo = oo_make(order, size);
2380         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2381         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2382                 s->max = s->oo;
2383
2384         return !!oo_objects(s->oo);
2385
2386 }
2387
2388 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2389                 const char *name, size_t size,
2390                 size_t align, unsigned long flags,
2391                 void (*ctor)(void *))
2392 {
2393         memset(s, 0, kmem_size);
2394         s->name = name;
2395         s->ctor = ctor;
2396         s->objsize = size;
2397         s->align = align;
2398         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2399
2400         if (!calculate_sizes(s, -1))
2401                 goto error;
2402
2403         /*
2404          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2405          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2406          */
2407         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2408         s->refcount = 1;
2409 #ifdef CONFIG_NUMA
2410         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2411 #endif
2412         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2413                 goto error;
2414
2415         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2416                 return 1;
2417         free_kmem_cache_nodes(s);
2418 error:
2419         if (flags & SLAB_PANIC)
2420                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2421                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2422                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2423                         s->offset, flags);
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 /*
2428  * Check if a given pointer is valid
2429  */
2430 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2431 {
2432         struct page *page;
2433
2434         page = get_object_page(object);
2435
2436         if (!page || s != page->slab)
2437                 /* No slab or wrong slab */
2438                 return 0;
2439
2440         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2441                 return 0;
2442
2443         /*
2444          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2445          * But this would be too expensive and it seems that the main
2446          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2447          * to a certain slab.
2448          */
2449         return 1;
2450 }
2451 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2452
2453 /*
2454  * Determine the size of a slab object
2455  */
2456 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2457 {
2458         return s->objsize;
2459 }
2460 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2461
2462 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2463 {
2464         return s->name;
2465 }
2466 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2467
2468 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2469                                                         const char *text)
2470 {
2471 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2472         void *addr = page_address(page);
2473         void *p;
2474         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2475
2476         bitmap_zero(map, page->objects);
2477         slab_err(s, page, "%s", text);
2478         slab_lock(page);
2479         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2480                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2481
2482         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2483
2484                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2485                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2486                                                         p, p - addr);
2487                         print_tracking(s, p);
2488                 }
2489         }
2490         slab_unlock(page);
2491 #endif
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2496  */
2497 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2498 {
2499         unsigned long flags;
2500         struct page *page, *h;
2501
2502         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2503         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2504                 if (!page->inuse) {
2505                         list_del(&page->lru);
2506                         discard_slab(s, page);
2507                         n->nr_partial--;
2508                 } else {
2509                         list_slab_objects(s, page,
2510                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2511                 }
2512         }
2513         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Release all resources used by a slab cache.
2518  */
2519 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2520 {
2521         int node;
2522
2523         flush_all(s);
2524
2525         /* Attempt to free all objects */
2526         free_kmem_cache_cpus(s);
2527         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2528                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2529
2530                 free_partial(s, n);
2531                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2532                         return 1;
2533         }
2534         free_kmem_cache_nodes(s);
2535         return 0;
2536 }
2537
2538 /*
2539  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2540  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2541  */
2542 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2543 {
2544         down_write(&slub_lock);
2545         s->refcount--;
2546         if (!s->refcount) {
2547                 list_del(&s->list);
2548                 up_write(&slub_lock);
2549                 if (kmem_cache_close(s)) {
2550                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2551                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2552                         dump_stack();
2553                 }
2554                 sysfs_slab_remove(s);
2555         } else
2556                 up_write(&slub_lock);
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2559
2560 /********************************************************************
2561  *              Kmalloc subsystem
2562  *******************************************************************/
2563
2564 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2565 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2566
2567 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2568 {
2569         get_option(&str, &slub_min_order);
2570
2571         return 1;
2572 }
2573
2574 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2575
2576 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2577 {
2578         get_option(&str, &slub_max_order);
2579         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2580
2581         return 1;
2582 }
2583
2584 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2585
2586 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2587 {
2588         get_option(&str, &slub_min_objects);
2589
2590         return 1;
2591 }
2592
2593 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2594
2595 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2596 {
2597         slub_nomerge = 1;
2598         return 1;
2599 }
2600
2601 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2602
2603 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2604                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2605 {
2606         unsigned int flags = 0;
2607
2608         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2609                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2610
2611         down_write(&slub_lock);
2612         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2613                                                                 flags, NULL))
2614                 goto panic;
2615
2616         list_add(&s->list, &slab_caches);
2617         up_write(&slub_lock);
2618         if (sysfs_slab_add(s))
2619                 goto panic;
2620         return s;
2621
2622 panic:
2623         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2624 }
2625
2626 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2627 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2628
2629 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2630 {
2631         struct kmem_cache *s;
2632
2633         down_write(&slub_lock);
2634         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2635                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2636                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2637                         sysfs_slab_add(s);
2638                 }
2639         }
2640         up_write(&slub_lock);
2641 }
2642
2643 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2644
2645 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2646 {
2647         struct kmem_cache *s;
2648         char *text;
2649         size_t realsize;
2650
2651         s = kmalloc_caches_dma[index];
2652         if (s)
2653                 return s;
2654
2655         /* Dynamically create dma cache */
2656         if (flags & __GFP_WAIT)
2657                 down_write(&slub_lock);
2658         else {
2659                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2660                         goto out;
2661         }
2662
2663         if (kmalloc_caches_dma[index])
2664                 goto unlock_out;
2665
2666         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2667         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2668                          (unsigned int)realsize);
2669         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2670
2671         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2672                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2673                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2674                 kfree(s);
2675                 kfree(text);
2676                 goto unlock_out;
2677         }
2678
2679         list_add(&s->list, &slab_caches);
2680         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2681
2682         schedule_work(&sysfs_add_work);
2683
2684 unlock_out:
2685         up_write(&slub_lock);
2686 out:
2687         return kmalloc_caches_dma[index];
2688 }
2689 #endif
2690
2691 /*
2692  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2693  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2694  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2695  * fls.
2696  */
2697 static s8 size_index[24] = {
2698         3,      /* 8 */
2699         4,      /* 16 */
2700         5,      /* 24 */
2701         5,      /* 32 */
2702         6,      /* 40 */
2703         6,      /* 48 */
2704         6,      /* 56 */
2705         6,      /* 64 */
2706         1,      /* 72 */
2707         1,      /* 80 */
2708         1,      /* 88 */
2709         1,      /* 96 */
2710         7,      /* 104 */
2711         7,      /* 112 */
2712         7,      /* 120 */
2713         7,      /* 128 */
2714         2,      /* 136 */
2715         2,      /* 144 */
2716         2,      /* 152 */
2717         2,      /* 160 */
2718         2,      /* 168 */
2719         2,      /* 176 */
2720         2,      /* 184 */
2721         2       /* 192 */
2722 };
2723
2724 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2725 {
2726         int index;
2727
2728         if (size <= 192) {
2729                 if (!size)
2730                         return ZERO_SIZE_PTR;
2731
2732                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2733         } else
2734                 index = fls(size - 1);
2735
2736 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2737         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2738                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2739
2740 #endif
2741         return &kmalloc_caches[index];
2742 }
2743
2744 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2745 {
2746         struct kmem_cache *s;
2747         void *ret;
2748
2749         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2750                 return kmalloc_large(size, flags);
2751
2752         s = get_slab(size, flags);
2753
2754         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2755                 return s;
2756
2757         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2758
2759         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2760
2761         return ret;
2762 }
2763 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2764
2765 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2766 {
2767         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2768                                                 get_order(size));
2769
2770         if (page)
2771                 return page_address(page);
2772         else
2773                 return NULL;
2774 }
2775
2776 #ifdef CONFIG_NUMA
2777 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2778 {
2779         struct kmem_cache *s;
2780         void *ret;
2781
2782         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2783                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2784
2785                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2786                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2787                                    flags, node);
2788
2789                 return ret;
2790         }
2791
2792         s = get_slab(size, flags);
2793
2794         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2795                 return s;
2796
2797         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2798
2799         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2800
2801         return ret;
2802 }
2803 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2804 #endif
2805
2806 size_t ksize(const void *object)
2807 {
2808         struct page *page;
2809         struct kmem_cache *s;
2810
2811         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2812                 return 0;
2813
2814         page = virt_to_head_page(object);
2815
2816         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2817                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2818                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2819         }
2820         s = page->slab;
2821
2822 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2823         /*
2824          * Debugging requires use of the padding between object
2825          * and whatever may come after it.
2826          */
2827         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2828                 return s->objsize;
2829
2830 #endif
2831         /*
2832          * If we have the need to store the freelist pointer
2833          * back there or track user information then we can
2834          * only use the space before that information.
2835          */
2836         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2837                 return s->inuse;
2838         /*
2839          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2840          */
2841         return s->size;
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2844
2845 void kfree(const void *x)
2846 {
2847         struct page *page;
2848         void *object = (void *)x;
2849
2850         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2851
2852         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2853                 return;
2854
2855         page = virt_to_head_page(x);
2856         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2857                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2858                 put_page(page);
2859                 return;
2860         }
2861         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2864
2865 /*
2866  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2867  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2868  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2869  * and thus they can be removed from the partial lists.
2870  *
2871  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2872  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2873  * are freed in them.
2874  */
2875 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2876 {
2877         int node;
2878         int i;
2879         struct kmem_cache_node *n;
2880         struct page *page;
2881         struct page *t;
2882         int objects = oo_objects(s->max);
2883         struct list_head *slabs_by_inuse =
2884                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2885         unsigned long flags;
2886
2887         if (!slabs_by_inuse)
2888                 return -ENOMEM;
2889
2890         flush_all(s);
2891         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2892                 n = get_node(s, node);
2893
2894                 if (!n->nr_partial)
2895                         continue;
2896
2897                 for (i = 0; i < objects; i++)
2898                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2899
2900                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2901
2902                 /*
2903                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2904                  *
2905                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2906                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2907                  */
2908                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2909                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2910                                 /*
2911                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2912                                  * may have freed the last object and be
2913                                  * waiting to release the slab.
2914                                  */
2915                                 list_del(&page->lru);
2916                                 n->nr_partial--;
2917                                 slab_unlock(page);
2918                                 discard_slab(s, page);
2919                         } else {
2920                                 list_move(&page->lru,
2921                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2922                         }
2923                 }
2924
2925                 /*
2926                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2927                  * first and the least used slabs at the end.
2928                  */
2929                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2930                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2931
2932                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2933         }
2934
2935         kfree(slabs_by_inuse);
2936         return 0;
2937 }
2938 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2939
2940 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2941 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2942 {
2943         struct kmem_cache *s;
2944
2945         down_read(&slub_lock);
2946         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2947                 kmem_cache_shrink(s);
2948         up_read(&slub_lock);
2949
2950         return 0;
2951 }
2952
2953 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2954 {
2955         struct kmem_cache_node *n;
2956         struct kmem_cache *s;
2957         struct memory_notify *marg = arg;
2958         int offline_node;
2959
2960         offline_node = marg->status_change_nid;
2961
2962         /*
2963          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2964          * for it yet.
2965          */
2966         if (offline_node < 0)
2967                 return;
2968
2969         down_read(&slub_lock);
2970         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2971                 n = get_node(s, offline_node);
2972                 if (n) {
2973                         /*
2974                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2975                          * that is going down. We were unable to free them,
2976                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2977                          * callback. So, we must fail.
2978                          */
2979                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2980
2981                         s->node[offline_node] = NULL;
2982                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2983                 }
2984         }
2985         up_read(&slub_lock);
2986 }
2987
2988 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2989 {
2990         struct kmem_cache_node *n;
2991         struct kmem_cache *s;
2992         struct memory_notify *marg = arg;
2993         int nid = marg->status_change_nid;
2994         int ret = 0;
2995
2996         /*
2997          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2998          * already created. Nothing to do.
2999          */
3000         if (nid < 0)
3001                 return 0;
3002
3003         /*
3004          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3005          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3006          * online.
3007          */
3008         down_read(&slub_lock);
3009         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3010                 /*
3011                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3012                  *      since memory is not yet available from the node that
3013                  *      is brought up.
3014                  */
3015                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3016                 if (!n) {
3017                         ret = -ENOMEM;
3018                         goto out;
3019                 }
3020                 init_kmem_cache_node(n, s);
3021                 s->node[nid] = n;
3022         }
3023 out:
3024         up_read(&slub_lock);
3025         return ret;
3026 }
3027
3028 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3029                                 unsigned long action, void *arg)
3030 {
3031         int ret = 0;
3032
3033         switch (action) {
3034         case MEM_GOING_ONLINE:
3035                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3036                 break;
3037         case MEM_GOING_OFFLINE:
3038                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3039                 break;
3040         case MEM_OFFLINE:
3041         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3042                 slab_mem_offline_callback(arg);
3043                 break;
3044         case MEM_ONLINE:
3045         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3046                 break;
3047         }
3048         if (ret)
3049                 ret = notifier_from_errno(ret);
3050         else
3051                 ret = NOTIFY_OK;
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3056
3057 /********************************************************************
3058  *                      Basic setup of slabs
3059  *******************************************************************/
3060
3061 void __init kmem_cache_init(void)
3062 {
3063         int i;
3064         int caches = 0;
3065
3066         init_alloc_cpu();
3067
3068 #ifdef CONFIG_NUMA
3069         /*
3070          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3071          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3072          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3073          */
3074         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3075                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
3076         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3077         caches++;
3078
3079         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3080 #endif
3081
3082         /* Able to allocate the per node structures */
3083         slab_state = PARTIAL;
3084
3085         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3086         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3087                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3088                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
3089                 caches++;
3090                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3091                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
3092                 caches++;
3093         }
3094
3095         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3096                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3097                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
3098                 caches++;
3099         }
3100
3101
3102         /*
3103          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3104          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3105          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3106          *
3107          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3108          * handle the index determination for the smaller caches.
3109          *
3110          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3111          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3112          */
3113         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3114                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3115
3116         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3117                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3118
3119         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3120                 /*
3121                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3122                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3123                  * instead.
3124                  */
3125                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3126                         size_index[(i - 1) / 8] = 8;
3127         }
3128
3129         slab_state = UP;
3130
3131         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3132         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3133                 kmalloc_caches[i]. name =
3134                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
3135
3136 #ifdef CONFIG_SMP
3137         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3138         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3139                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3140 #else
3141         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3142 #endif
3143
3144         printk(KERN_INFO
3145                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3146                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3147                 caches, cache_line_size(),
3148                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3149                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Find a mergeable slab cache
3154  */
3155 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3156 {
3157         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3158                 return 1;
3159
3160         if (s->ctor)
3161                 return 1;
3162
3163         /*
3164          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3165          */
3166         if (s->refcount < 0)
3167                 return 1;
3168
3169         return 0;
3170 }
3171
3172 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3173                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3174                 void (*ctor)(void *))
3175 {
3176         struct kmem_cache *s;
3177
3178         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3179                 return NULL;
3180
3181         if (ctor)
3182                 return NULL;
3183
3184         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3185         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3186         size = ALIGN(size, align);
3187         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3188
3189         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3190                 if (slab_unmergeable(s))
3191                         continue;
3192
3193                 if (size > s->size)
3194                         continue;
3195
3196                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3197                                 continue;
3198                 /*
3199                  * Check if alignment is compatible.
3200                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3201                  */
3202                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3203                         continue;
3204
3205                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3206                         continue;
3207
3208                 return s;
3209         }
3210         return NULL;
3211 }
3212
3213 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3214                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3215 {
3216         struct kmem_cache *s;
3217
3218         down_write(&slub_lock);
3219         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3220         if (s) {
3221                 int cpu;
3222
3223                 s->refcount++;
3224                 /*
3225                  * Adjust the object sizes so that we clear
3226                  * the complete object on kzalloc.
3227                  */
3228                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3229
3230                 /*
3231                  * And then we need to update the object size in the
3232                  * per cpu structures
3233                  */
3234                 for_each_online_cpu(cpu)
3235                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3236
3237                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3238                 up_write(&slub_lock);
3239
3240                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3241                         down_write(&slub_lock);
3242                         s->refcount--;
3243                         up_write(&slub_lock);
3244                         goto err;
3245                 }
3246                 return s;
3247         }
3248
3249         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3250         if (s) {
3251                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3252                                 size, align, flags, ctor)) {
3253                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3254                         up_write(&slub_lock);
3255                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3256                                 down_write(&slub_lock);
3257                                 list_del(&s->list);
3258                                 up_write(&slub_lock);
3259                                 kfree(s);
3260                                 goto err;
3261                         }
3262                         return s;
3263                 }
3264                 kfree(s);
3265         }
3266         up_write(&slub_lock);
3267
3268 err:
3269         if (flags & SLAB_PANIC)
3270                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3271         else
3272                 s = NULL;
3273         return s;
3274 }
3275 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3276
3277 #ifdef CONFIG_SMP
3278 /*
3279  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3280  * necessary.
3281  */
3282 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3283                 unsigned long action, void *hcpu)
3284 {
3285         long cpu = (long)hcpu;
3286         struct kmem_cache *s;
3287         unsigned long flags;
3288
3289         switch (action) {
3290         case CPU_UP_PREPARE:
3291         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3292                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3293                 down_read(&slub_lock);
3294                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3295                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3296                                                         GFP_KERNEL);
3297                 up_read(&slub_lock);
3298                 break;
3299
3300         case CPU_UP_CANCELED:
3301         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3302         case CPU_DEAD:
3303         case CPU_DEAD_FROZEN:
3304                 down_read(&slub_lock);
3305                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3306                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3307
3308                         local_irq_save(flags);
3309                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3310                         local_irq_restore(flags);
3311                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3312                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3313                 }
3314                 up_read(&slub_lock);
3315                 break;
3316         default:
3317                 break;
3318         }
3319         return NOTIFY_OK;
3320 }
3321
3322 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3323         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3324 };
3325
3326 #endif
3327
3328 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3329 {
3330         struct kmem_cache *s;
3331         void *ret;
3332
3333         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3334                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3335
3336         s = get_slab(size, gfpflags);
3337
3338         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3339                 return s;
3340
3341         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3342
3343         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3344         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3345
3346         return ret;
3347 }
3348
3349 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3350                                         int node, unsigned long caller)
3351 {
3352         struct kmem_cache *s;
3353         void *ret;
3354
3355         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3356                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3357
3358         s = get_slab(size, gfpflags);
3359
3360         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3361                 return s;
3362
3363         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3364
3365         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3366         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3367
3368         return ret;
3369 }
3370
3371 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3372 static int count_inuse(struct page *page)
3373 {
3374         return page->inuse;
3375 }
3376
3377 static int count_total(struct page *page)
3378 {
3379         return page->objects;
3380 }
3381
3382 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3383                                                 unsigned long *map)
3384 {
3385         void *p;
3386         void *addr = page_address(page);
3387
3388         if (!check_slab(s, page) ||
3389                         !on_freelist(s, page, NULL))
3390                 return 0;
3391
3392         /* Now we know that a valid freelist exists */
3393         bitmap_zero(map, page->objects);
3394
3395         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3396                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3397                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3398                         return 0;
3399         }
3400
3401         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3402                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3403                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3404                                 return 0;
3405         return 1;
3406 }
3407
3408 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3409                                                 unsigned long *map)
3410 {
3411         if (slab_trylock(page)) {
3412                 validate_slab(s, page, map);
3413                 slab_unlock(page);
3414         } else
3415                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3416                         s->name, page);
3417
3418         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3419                 if (!PageSlubDebug(page))
3420                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3421                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3422         } else {
3423                 if (PageSlubDebug(page))
3424                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3425                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3426         }
3427 }
3428
3429 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3430                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3431 {
3432         unsigned long count = 0;
3433         struct page *page;
3434         unsigned long flags;
3435
3436         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3437
3438         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3439                 validate_slab_slab(s, page, map);
3440                 count++;
3441         }
3442         if (count != n->nr_partial)
3443                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3444                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3445
3446         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3447                 goto out;
3448
3449         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3450                 validate_slab_slab(s, page, map);
3451                 count++;
3452         }
3453         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3454                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3455                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3456                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3457
3458 out:
3459         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3460         return count;
3461 }
3462
3463 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3464 {
3465         int node;
3466         unsigned long count = 0;
3467         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3468                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3469
3470         if (!map)
3471                 return -ENOMEM;
3472
3473         flush_all(s);
3474         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3475                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3476
3477                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3478         }
3479         kfree(map);
3480         return count;
3481 }
3482
3483 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3484 static void resiliency_test(void)
3485 {
3486         u8 *p;
3487
3488         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3489         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3490         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3491
3492         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3493         p[16] = 0x12;
3494         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3495                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3496
3497         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3498
3499         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3500         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3501         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3502         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3503                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3504         printk(KERN_ERR
3505                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3506
3507         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3508         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3509         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3510         *p = 0x56;
3511         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3512                                                                         p);
3513         printk(KERN_ERR
3514                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3515         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3516
3517         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3518         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3519         kfree(p);
3520         *p = 0x78;
3521         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3522         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3523
3524         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3525         kfree(p);
3526         p[50] = 0x9a;
3527         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3528                         p);
3529         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3530
3531         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3532         kfree(p);
3533         p[512] = 0xab;
3534         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3535         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3536 }
3537 #else
3538 static void resiliency_test(void) {};
3539 #endif
3540
3541 /*
3542  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3543  * and freed.
3544  */
3545
3546 struct location {
3547         unsigned long count;
3548         unsigned long addr;
3549         long long sum_time;
3550         long min_time;
3551         long max_time;
3552         long min_pid;
3553         long max_pid;
3554         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3555         nodemask_t nodes;
3556 };
3557
3558 struct loc_track {
3559         unsigned long max;
3560         unsigned long count;
3561         struct location *loc;
3562 };
3563
3564 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3565 {
3566         if (t->max)
3567                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3568                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3569 }
3570
3571 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3572 {
3573         struct location *l;
3574         int order;
3575
3576         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3577
3578         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3579         if (!l)
3580                 return 0;
3581
3582         if (t->count) {
3583                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3584                 free_loc_track(t);
3585         }
3586         t->max = max;
3587         t->loc = l;
3588         return 1;
3589 }
3590
3591 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3592                                 const struct track *track)
3593 {
3594         long start, end, pos;
3595         struct location *l;
3596         unsigned long caddr;
3597         unsigned long age = jiffies - track->when;
3598
3599         start = -1;
3600         end = t->count;
3601
3602         for ( ; ; ) {
3603                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3604
3605                 /*
3606                  * There is nothing at "end". If we end up there
3607                  * we need to add something to before end.
3608                  */
3609                 if (pos == end)
3610                         break;
3611
3612                 caddr = t->loc[pos].addr;
3613                 if (track->addr == caddr) {
3614
3615                         l = &t->loc[pos];
3616                         l->count++;
3617                         if (track->when) {
3618                                 l->sum_time += age;
3619                                 if (age < l->min_time)
3620                                         l->min_time = age;
3621                                 if (age > l->max_time)
3622                                         l->max_time = age;
3623
3624                                 if (track->pid < l->min_pid)
3625                                         l->min_pid = track->pid;
3626                                 if (track->pid > l->max_pid)
3627                                         l->max_pid = track->pid;
3628
3629                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3630                                                 to_cpumask(l->cpus));
3631                         }
3632                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3633                         return 1;
3634                 }
3635
3636                 if (track->addr < caddr)
3637                         end = pos;
3638                 else
3639                         start = pos;
3640         }
3641
3642         /*
3643          * Not found. Insert new tracking element.
3644          */
3645         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3646                 return 0;
3647
3648         l = t->loc + pos;
3649         if (pos < t->count)
3650                 memmove(l + 1, l,
3651                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3652         t->count++;
3653         l->count = 1;
3654         l->addr = track->addr;
3655         l->sum_time = age;
3656         l->min_time = age;
3657         l->max_time = age;
3658         l->min_pid = track->pid;
3659         l->max_pid = track->pid;
3660         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3661         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3662         nodes_clear(l->nodes);
3663         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3664         return 1;
3665 }
3666
3667 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3668                 struct page *page, enum track_item alloc)
3669 {
3670         void *addr = page_address(page);
3671         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3672         void *p;
3673
3674         bitmap_zero(map, page->objects);
3675         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3676                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3677
3678         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3679                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3680                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3681 }
3682
3683 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3684                                         enum track_item alloc)
3685 {
3686         int len = 0;
3687         unsigned long i;
3688         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3689         int node;
3690
3691         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3692                         GFP_TEMPORARY))
3693                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3694
3695         /* Push back cpu slabs */
3696         flush_all(s);
3697
3698         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3699                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3700                 unsigned long flags;
3701                 struct page *page;
3702
3703                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3704                         continue;
3705
3706                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3707                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3708                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3709                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3710                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3711                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3712         }
3713
3714         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3715                 struct location *l = &t.loc[i];
3716
3717                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3718                         break;
3719                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3720
3721                 if (l->addr)
3722                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3723                 else
3724                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3725
3726                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3727                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3728                                 l->min_time,
3729                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3730                                 l->max_time);
3731                 } else
3732                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3733                                 l->min_time);
3734
3735                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3736                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3737                                 l->min_pid, l->max_pid);
3738                 else
3739                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3740                                 l->min_pid);
3741
3742                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3743                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3744                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3745                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3746                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3747                                                  to_cpumask(l->cpus));
3748                 }
3749
3750                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3751                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3752                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3753                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3754                                         l->nodes);
3755                 }
3756
3757                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3758         }
3759
3760         free_loc_track(&t);
3761         if (!t.count)
3762                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3763         return len;
3764 }
3765
3766 enum slab_stat_type {
3767         SL_ALL,                 /* All slabs */
3768         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3769         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3770         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3771         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3772 };
3773
3774 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3775 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3776 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3777 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3778 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3779
3780 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3781                             char *buf, unsigned long flags)
3782 {
3783         unsigned long total = 0;
3784         int node;
3785         int x;
3786         unsigned long *nodes;
3787         unsigned long *per_cpu;
3788
3789         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3790         if (!nodes)
3791                 return -ENOMEM;
3792         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3793
3794         if (flags & SO_CPU) {
3795                 int cpu;
3796
3797                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3798                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3799
3800                         if (!c || c->node < 0)
3801                                 continue;
3802
3803                         if (c->page) {
3804                                         if (flags & SO_TOTAL)
3805                                                 x = c->page->objects;
3806                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3807                                         x = c->page->inuse;
3808                                 else
3809                                         x = 1;
3810
3811                                 total += x;
3812                                 nodes[c->node] += x;
3813                         }
3814                         per_cpu[c->node]++;
3815                 }
3816         }
3817
3818         if (flags & SO_ALL) {
3819                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3820                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3821
3822                 if (flags & SO_TOTAL)
3823                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3824                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3825                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3826                                 count_partial(n, count_free);
3827
3828                         else
3829                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3830                         total += x;
3831                         nodes[node] += x;
3832                 }
3833
3834         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3835                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3836                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3837
3838                         if (flags & SO_TOTAL)
3839                                 x = count_partial(n, count_total);
3840                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3841                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3842                         else
3843                                 x = n->nr_partial;
3844                         total += x;
3845                         nodes[node] += x;
3846                 }
3847         }
3848         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3849 #ifdef CONFIG_NUMA
3850         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3851                 if (nodes[node])
3852                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3853                                         node, nodes[node]);
3854 #endif
3855         kfree(nodes);
3856         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3857 }
3858
3859 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3860 {
3861         int node;
3862
3863         for_each_online_node(node) {
3864                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3865
3866                 if (!n)
3867                         continue;
3868
3869                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3870                         return 1;
3871         }
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3876 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3877
3878 struct slab_attribute {
3879         struct attribute attr;
3880         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3881         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3882 };
3883
3884 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3885         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3886
3887 #define SLAB_ATTR(_name) \
3888         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3889         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3890
3891 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3892 {
3893         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3894 }
3895 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3896
3897 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3898 {
3899         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3900 }
3901 SLAB_ATTR_RO(align);
3902
3903 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3904 {
3905         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3906 }
3907 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3908
3909 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3910 {
3911         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3912 }
3913 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3914
3915 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3916                                 const char *buf, size_t length)
3917 {
3918         unsigned long order;
3919         int err;
3920
3921         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3922         if (err)
3923                 return err;
3924
3925         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3926                 return -EINVAL;
3927
3928         calculate_sizes(s, order);
3929         return length;
3930 }
3931
3932 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3933 {
3934         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3935 }
3936 SLAB_ATTR(order);
3937
3938 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3939 {
3940         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3941 }
3942
3943 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3944                                  size_t length)
3945 {
3946         unsigned long min;
3947         int err;
3948
3949         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3950         if (err)
3951                 return err;
3952
3953         set_min_partial(s, min);
3954         return length;
3955 }
3956 SLAB_ATTR(min_partial);
3957
3958 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3959 {
3960         if (s->ctor) {
3961                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3962
3963                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3964         }
3965         return 0;
3966 }
3967 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3968
3969 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3970 {
3971         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3972 }
3973 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3974
3975 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3976 {
3977         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3978 }
3979 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3980
3981 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3982 {
3983         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3984 }
3985 SLAB_ATTR_RO(partial);
3986
3987 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3988 {
3989         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3990 }
3991 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3992
3993 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3994 {
3995         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3996 }
3997 SLAB_ATTR_RO(objects);
3998
3999 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4000 {
4001         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4002 }
4003 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4004
4005 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4006 {
4007         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4008 }
4009 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4010
4011 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4012 {
4013         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4014 }
4015
4016 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4017                                 const char *buf, size_t length)
4018 {
4019         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4020         if (buf[0] == '1')
4021                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4022         return length;
4023 }
4024 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4025
4026 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4027 {
4028         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4029 }
4030
4031 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4032                                                         size_t length)
4033 {
4034         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4035         if (buf[0] == '1')
4036                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4037         return length;
4038 }
4039 SLAB_ATTR(trace);
4040
4041 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4042 {
4043         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4044 }
4045
4046 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4047                                 const char *buf, size_t length)
4048 {
4049         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4050         if (buf[0] == '1')
4051                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4052         return length;
4053 }
4054 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4055
4056 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4057 {
4058         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4059 }
4060 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4061
4062 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4063 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4064 {
4065         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4066 }
4067 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4068 #endif
4069
4070 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4071 {
4072         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4073 }
4074 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4075
4076 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4077 {
4078         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4079 }
4080
4081 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4082                                 const char *buf, size_t length)
4083 {
4084         if (any_slab_objects(s))
4085                 return -EBUSY;
4086
4087         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4088         if (buf[0] == '1')
4089                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4090         calculate_sizes(s, -1);
4091         return length;
4092 }
4093 SLAB_ATTR(red_zone);
4094
4095 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4096 {
4097         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4098 }
4099
4100 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4101                                 const char *buf, size_t length)
4102 {
4103         if (any_slab_objects(s))
4104                 return -EBUSY;
4105
4106         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4107         if (buf[0] == '1')
4108                 s->flags |= SLAB_POISON;
4109         calculate_sizes(s, -1);
4110         return length;
4111 }
4112 SLAB_ATTR(poison);
4113
4114 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4115 {
4116         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4117 }
4118
4119 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4120                                 const char *buf, size_t length)
4121 {
4122         if (any_slab_objects(s))
4123                 return -EBUSY;
4124
4125         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4126         if (buf[0] == '1')
4127                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4128         calculate_sizes(s, -1);
4129         return length;
4130 }
4131 SLAB_ATTR(store_user);
4132
4133 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return 0;
4136 }
4137
4138 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4139                         const char *buf, size_t length)
4140 {
4141         int ret = -EINVAL;
4142
4143         if (buf[0] == '1') {
4144                 ret = validate_slab_cache(s);
4145                 if (ret >= 0)
4146                         ret = length;
4147         }
4148         return ret;
4149 }
4150 SLAB_ATTR(validate);
4151
4152 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4153 {
4154         return 0;
4155 }
4156
4157 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4158                         const char *buf, size_t length)
4159 {
4160         if (buf[0] == '1') {
4161                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4162
4163                 if (rc)
4164                         return rc;
4165         } else
4166                 return -EINVAL;
4167         return length;
4168 }
4169 SLAB_ATTR(shrink);
4170
4171 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4172 {
4173         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4174                 return -ENOSYS;
4175         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4176 }
4177 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4178
4179 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4180 {
4181         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4182                 return -ENOSYS;
4183         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4184 }
4185 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4186
4187 #ifdef CONFIG_NUMA
4188 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4189 {
4190         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4191 }
4192
4193 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4194                                 const char *buf, size_t length)
4195 {
4196         unsigned long ratio;
4197         int err;
4198
4199         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4200         if (err)
4201                 return err;
4202
4203         if (ratio <= 100)
4204                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4205
4206         return length;
4207 }
4208 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4209 #endif
4210
4211 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4212 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4213 {
4214         unsigned long sum  = 0;
4215         int cpu;
4216         int len;
4217         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4218
4219         if (!data)
4220                 return -ENOMEM;
4221
4222         for_each_online_cpu(cpu) {
4223                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4224
4225                 data[cpu] = x;
4226                 sum += x;
4227         }
4228
4229         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4230
4231 #ifdef CONFIG_SMP
4232         for_each_online_cpu(cpu) {
4233                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4234                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4235         }
4236 #endif
4237         kfree(data);
4238         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4239 }
4240
4241 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4242 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4243 {                                                               \
4244         return show_stat(s, buf, si);                           \
4245 }                                                               \
4246 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4247
4248 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4249 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4250 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4251 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4252 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4253 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4254 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4255 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4256 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4257 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4258 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4259 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4260 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4261 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4262 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4263 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4264 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4265 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4266 #endif
4267
4268 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4269         &slab_size_attr.attr,
4270         &object_size_attr.attr,
4271         &objs_per_slab_attr.attr,
4272         &order_attr.attr,
4273         &min_partial_attr.attr,
4274         &objects_attr.attr,
4275         &objects_partial_attr.attr,
4276         &total_objects_attr.attr,
4277         &slabs_attr.attr,
4278         &partial_attr.attr,
4279         &cpu_slabs_attr.attr,
4280         &ctor_attr.attr,
4281         &aliases_attr.attr,
4282         &align_attr.attr,
4283         &sanity_checks_attr.attr,
4284         &trace_attr.attr,
4285         &hwcache_align_attr.attr,
4286         &reclaim_account_attr.attr,
4287         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4288         &red_zone_attr.attr,
4289         &poison_attr.attr,
4290         &store_user_attr.attr,
4291         &validate_attr.attr,
4292         &shrink_attr.attr,
4293         &alloc_calls_attr.attr,
4294         &free_calls_attr.attr,
4295 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4296         &cache_dma_attr.attr,
4297 #endif
4298 #ifdef CONFIG_NUMA
4299         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4300 #endif
4301 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4302         &alloc_fastpath_attr.attr,
4303         &alloc_slowpath_attr.attr,
4304         &free_fastpath_attr.attr,
4305         &free_slowpath_attr.attr,
4306         &free_frozen_attr.attr,
4307         &free_add_partial_attr.attr,
4308         &free_remove_partial_attr.attr,
4309         &alloc_from_partial_attr.attr,
4310         &alloc_slab_attr.attr,
4311         &alloc_refill_attr.attr,
4312         &free_slab_attr.attr,
4313         &cpuslab_flush_attr.attr,
4314         &deactivate_full_attr.attr,
4315         &deactivate_empty_attr.attr,
4316         &deactivate_to_head_attr.attr,
4317         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4318         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4319         &order_fallback_attr.attr,
4320 #endif
4321         NULL
4322 };
4323
4324 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4325         .attrs = slab_attrs,
4326 };
4327
4328 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4329                                 struct attribute *attr,
4330                                 char *buf)
4331 {
4332         struct slab_attribute *attribute;
4333         struct kmem_cache *s;
4334         int err;
4335
4336         attribute = to_slab_attr(attr);
4337         s = to_slab(kobj);
4338
4339         if (!attribute->show)
4340                 return -EIO;
4341
4342         err = attribute->show(s, buf);
4343
4344         return err;
4345 }
4346
4347 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4348                                 struct attribute *attr,
4349                                 const char *buf, size_t len)
4350 {
4351         struct slab_attribute *attribute;
4352         struct kmem_cache *s;
4353         int err;
4354
4355         attribute = to_slab_attr(attr);
4356         s = to_slab(kobj);
4357
4358         if (!attribute->store)
4359                 return -EIO;
4360
4361         err = attribute->store(s, buf, len);
4362
4363         return err;
4364 }
4365
4366 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4367 {
4368         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4369
4370         kfree(s);
4371 }
4372
4373 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4374         .show = slab_attr_show,
4375         .store = slab_attr_store,
4376 };
4377
4378 static struct kobj_type slab_ktype = {
4379         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4380         .release = kmem_cache_release
4381 };
4382
4383 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4384 {
4385         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4386
4387         if (ktype == &slab_ktype)
4388                 return 1;
4389         return 0;
4390 }
4391
4392 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4393         .filter = uevent_filter,
4394 };
4395
4396 static struct kset *slab_kset;
4397
4398 #define ID_STR_LENGTH 64
4399
4400 /* Create a unique string id for a slab cache:
4401  *
4402  * Format       :[flags-]size
4403  */
4404 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4405 {
4406         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4407         char *p = name;
4408
4409         BUG_ON(!name);
4410
4411         *p++ = ':';
4412         /*
4413          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4414          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4415          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4416          * are matched during merging to guarantee that the id is
4417          * unique.
4418          */
4419         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4420                 *p++ = 'd';
4421         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4422                 *p++ = 'a';
4423         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4424                 *p++ = 'F';
4425         if (p != name + 1)
4426                 *p++ = '-';
4427         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4428         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4429         return name;
4430 }
4431
4432 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4433 {
4434         int err;
4435         const char *name;
4436         int unmergeable;
4437
4438         if (slab_state < SYSFS)
4439                 /* Defer until later */
4440                 return 0;
4441
4442         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4443         if (unmergeable) {
4444                 /*
4445                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4446                  * This is typically the case for debug situations. In that
4447                  * case we can catch duplicate names easily.
4448                  */
4449                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4450                 name = s->name;
4451         } else {
4452                 /*
4453                  * Create a unique name for the slab as a target
4454                  * for the symlinks.
4455                  */
4456                 name = create_unique_id(s);
4457         }
4458
4459         s->kobj.kset = slab_kset;
4460         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4461         if (err) {
4462                 kobject_put(&s->kobj);
4463                 return err;
4464         }
4465
4466         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4467         if (err)
4468                 return err;
4469         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4470         if (!unmergeable) {
4471                 /* Setup first alias */
4472                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4473                 kfree(name);
4474         }
4475         return 0;
4476 }
4477
4478 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4479 {
4480         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4481         kobject_del(&s->kobj);
4482         kobject_put(&s->kobj);
4483 }
4484
4485 /*
4486  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4487  * available lest we lose that information.
4488  */
4489 struct saved_alias {
4490         struct kmem_cache *s;
4491         const char *name;
4492         struct saved_alias *next;
4493 };
4494
4495 static struct saved_alias *alias_list;
4496
4497 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4498 {
4499         struct saved_alias *al;
4500
4501         if (slab_state == SYSFS) {
4502                 /*
4503                  * If we have a leftover link then remove it.
4504                  */
4505                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4506                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4507         }
4508
4509         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4510         if (!al)
4511                 return -ENOMEM;
4512
4513         al->s = s;
4514         al->name = name;
4515         al->next = alias_list;
4516         alias_list = al;
4517         return 0;
4518 }
4519
4520 static int __init slab_sysfs_init(void)
4521 {
4522         struct kmem_cache *s;
4523         int err;
4524
4525         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4526         if (!slab_kset) {
4527                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4528                 return -ENOSYS;
4529         }
4530
4531         slab_state = SYSFS;
4532
4533         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4534                 err = sysfs_slab_add(s);
4535                 if (err)
4536                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4537                                                 " to sysfs\n", s->name);
4538         }
4539
4540         while (alias_list) {
4541                 struct saved_alias *al = alias_list;
4542
4543                 alias_list = alias_list->next;
4544                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4545                 if (err)
4546                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4547                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4548                 kfree(al);
4549         }
4550
4551         resiliency_test();
4552         return 0;
4553 }
4554
4555 __initcall(slab_sysfs_init);
4556 #endif
4557
4558 /*
4559  * The /proc/slabinfo ABI
4560  */
4561 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4562 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4563 {
4564         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4565         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4566                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4567         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4568         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4569         seq_putc(m, '\n');
4570 }
4571
4572 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4573 {
4574         loff_t n = *pos;
4575
4576         down_read(&slub_lock);
4577         if (!n)
4578                 print_slabinfo_header(m);
4579
4580         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4581 }
4582
4583 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4584 {
4585         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4586 }
4587
4588 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4589 {
4590         up_read(&slub_lock);
4591 }
4592
4593 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4594 {
4595         unsigned long nr_partials = 0;
4596         unsigned long nr_slabs = 0;
4597         unsigned long nr_inuse = 0;
4598         unsigned long nr_objs = 0;
4599         unsigned long nr_free = 0;
4600         struct kmem_cache *s;
4601         int node;
4602
4603         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4604
4605         for_each_online_node(node) {
4606                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4607
4608                 if (!n)
4609                         continue;
4610
4611                 nr_partials += n->nr_partial;
4612                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4613                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4614                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4615         }
4616
4617         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4618
4619         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4620                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4621                    (1 << oo_order(s->oo)));
4622         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4623         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4624                    0UL);
4625         seq_putc(m, '\n');
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4630         .start = s_start,
4631         .next = s_next,
4632         .stop = s_stop,
4633         .show = s_show,
4634 };
4635
4636 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4637 {
4638         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4639 }
4640
4641 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4642         .open           = slabinfo_open,
4643         .read           = seq_read,
4644         .llseek         = seq_lseek,
4645         .release        = seq_release,
4646 };
4647
4648 static int __init slab_proc_init(void)
4649 {
4650         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4651         return 0;
4652 }
4653 module_init(slab_proc_init);
4654 #endif /* CONFIG_SLABINFO */