slub: Dynamically size kmalloc cache allocations
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.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 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
110                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
111
112 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
113 {
114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
115         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
116 #else
117         return 0;
118 #endif
119 }
120
121 /*
122  * Issues still to be resolved:
123  *
124  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
125  *
126  * - Variable sizing of the per node arrays
127  */
128
129 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
130 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
131
132 /*
133  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
134  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
135  */
136 #define MIN_PARTIAL 5
137
138 /*
139  * Maximum number of desirable partial slabs.
140  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
141  * sort the partial list by the number of objects in the.
142  */
143 #define MAX_PARTIAL 10
144
145 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
146                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
147
148 /*
149  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
150  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
151  * metadata.
152  */
153 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Set of flags that will prevent slab merging
157  */
158 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
159                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
160                 SLAB_FAILSLAB)
161
162 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
163                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
164
165 #define OO_SHIFT        16
166 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
167 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
168
169 /* Internal SLUB flags */
170 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
171
172 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
173
174 #ifdef CONFIG_SMP
175 static struct notifier_block slab_notifier;
176 #endif
177
178 static enum {
179         DOWN,           /* No slab functionality available */
180         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
181         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
182         SYSFS           /* Sysfs up */
183 } slab_state = DOWN;
184
185 /* A list of all slab caches on the system */
186 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
187 static LIST_HEAD(slab_caches);
188
189 /*
190  * Tracking user of a slab.
191  */
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
205
206 #else
207 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
208 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
209                                                         { return 0; }
210 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
211 {
212         kfree(s);
213 }
214
215 #endif
216
217 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
218 {
219 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
220         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
221 #endif
222 }
223
224 /********************************************************************
225  *                      Core slab cache functions
226  *******************************************************************/
227
228 int slab_is_available(void)
229 {
230         return slab_state >= UP;
231 }
232
233 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
234 {
235 #ifdef CONFIG_NUMA
236         return s->node[node];
237 #else
238         return &s->local_node;
239 #endif
240 }
241
242 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
243 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
244                                 struct page *page, const void *object)
245 {
246         void *base;
247
248         if (!object)
249                 return 1;
250
251         base = page_address(page);
252         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
253                 (object - base) % s->size) {
254                 return 0;
255         }
256
257         return 1;
258 }
259
260 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
261 {
262         return *(void **)(object + s->offset);
263 }
264
265 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
266 {
267         *(void **)(object + s->offset) = fp;
268 }
269
270 /* Loop over all objects in a slab */
271 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
272         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
273                         __p += (__s)->size)
274
275 /* Scan freelist */
276 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
277         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
278
279 /* Determine object index from a given position */
280 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
281 {
282         return (p - addr) / s->size;
283 }
284
285 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
286                                                 unsigned long size)
287 {
288         struct kmem_cache_order_objects x = {
289                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
290         };
291
292         return x;
293 }
294
295 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
296 {
297         return x.x >> OO_SHIFT;
298 }
299
300 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
301 {
302         return x.x & OO_MASK;
303 }
304
305 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
306 /*
307  * Debug settings:
308  */
309 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
310 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
311 #else
312 static int slub_debug;
313 #endif
314
315 static char *slub_debug_slabs;
316 static int disable_higher_order_debug;
317
318 /*
319  * Object debugging
320  */
321 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
322 {
323         int i, offset;
324         int newline = 1;
325         char ascii[17];
326
327         ascii[16] = 0;
328
329         for (i = 0; i < length; i++) {
330                 if (newline) {
331                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
332                         newline = 0;
333                 }
334                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
335                 offset = i % 16;
336                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
337                 if (offset == 15) {
338                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
339                         newline = 1;
340                 }
341         }
342         if (!newline) {
343                 i %= 16;
344                 while (i < 16) {
345                         printk(KERN_CONT "   ");
346                         ascii[i] = ' ';
347                         i++;
348                 }
349                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
350         }
351 }
352
353 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
354         enum track_item alloc)
355 {
356         struct track *p;
357
358         if (s->offset)
359                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
360         else
361                 p = object + s->inuse;
362
363         return p + alloc;
364 }
365
366 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
367                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
368 {
369         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
370
371         if (addr) {
372                 p->addr = addr;
373                 p->cpu = smp_processor_id();
374                 p->pid = current->pid;
375                 p->when = jiffies;
376         } else
377                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
378 }
379
380 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
381 {
382         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
383                 return;
384
385         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
386         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
387 }
388
389 static void print_track(const char *s, struct track *t)
390 {
391         if (!t->addr)
392                 return;
393
394         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
395                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
396 }
397
398 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
399 {
400         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
401                 return;
402
403         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
404         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
405 }
406
407 static void print_page_info(struct page *page)
408 {
409         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
410                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
411
412 }
413
414 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
415 {
416         va_list args;
417         char buf[100];
418
419         va_start(args, fmt);
420         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
421         va_end(args);
422         printk(KERN_ERR "========================================"
423                         "=====================================\n");
424         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
425         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
426                         "-------------------------------------\n\n");
427 }
428
429 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
430 {
431         va_list args;
432         char buf[100];
433
434         va_start(args, fmt);
435         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
436         va_end(args);
437         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
438 }
439
440 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
441 {
442         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
443         u8 *addr = page_address(page);
444
445         print_tracking(s, p);
446
447         print_page_info(page);
448
449         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
450                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
451
452         if (p > addr + 16)
453                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
454
455         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
456
457         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
458                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
459                         s->inuse - s->objsize);
460
461         if (s->offset)
462                 off = s->offset + sizeof(void *);
463         else
464                 off = s->inuse;
465
466         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
467                 off += 2 * sizeof(struct track);
468
469         if (off != s->size)
470                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
471                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
472
473         dump_stack();
474 }
475
476 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
477                         u8 *object, char *reason)
478 {
479         slab_bug(s, "%s", reason);
480         print_trailer(s, page, object);
481 }
482
483 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
484 {
485         va_list args;
486         char buf[100];
487
488         va_start(args, fmt);
489         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
490         va_end(args);
491         slab_bug(s, "%s", buf);
492         print_page_info(page);
493         dump_stack();
494 }
495
496 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
497 {
498         u8 *p = object;
499
500         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
501                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
502                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
503         }
504
505         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
506                 memset(p + s->objsize,
507                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
508                         s->inuse - s->objsize);
509 }
510
511 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
512 {
513         while (bytes) {
514                 if (*start != (u8)value)
515                         return start;
516                 start++;
517                 bytes--;
518         }
519         return NULL;
520 }
521
522 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
523                                                 void *from, void *to)
524 {
525         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
526         memset(from, data, to - from);
527 }
528
529 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
530                         u8 *object, char *what,
531                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
532 {
533         u8 *fault;
534         u8 *end;
535
536         fault = check_bytes(start, value, bytes);
537         if (!fault)
538                 return 1;
539
540         end = start + bytes;
541         while (end > fault && end[-1] == value)
542                 end--;
543
544         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
545         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
546                                         fault, end - 1, fault[0], value);
547         print_trailer(s, page, object);
548
549         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
550         return 0;
551 }
552
553 /*
554  * Object layout:
555  *
556  * object address
557  *      Bytes of the object to be managed.
558  *      If the freepointer may overlay the object then the free
559  *      pointer is the first word of the object.
560  *
561  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
562  *      0xa5 (POISON_END)
563  *
564  * object + s->objsize
565  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
566  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
567  *      objsize == inuse.
568  *
569  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
570  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
571  *
572  * object + s->inuse
573  *      Meta data starts here.
574  *
575  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
576  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
577  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
578  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
579  *              before the word boundary.
580  *
581  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
582  *
583  * object + s->size
584  *      Nothing is used beyond s->size.
585  *
586  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
587  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
588  * may be used with merged slabcaches.
589  */
590
591 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
592 {
593         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
594
595         if (s->offset)
596                 /* Freepointer is placed after the object. */
597                 off += sizeof(void *);
598
599         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
600                 /* We also have user information there */
601                 off += 2 * sizeof(struct track);
602
603         if (s->size == off)
604                 return 1;
605
606         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
607                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
608 }
609
610 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
611 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
612 {
613         u8 *start;
614         u8 *fault;
615         u8 *end;
616         int length;
617         int remainder;
618
619         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
620                 return 1;
621
622         start = page_address(page);
623         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
624         end = start + length;
625         remainder = length % s->size;
626         if (!remainder)
627                 return 1;
628
629         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
630         if (!fault)
631                 return 1;
632         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
633                 end--;
634
635         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
636         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
637
638         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
639         return 0;
640 }
641
642 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
643                                         void *object, int active)
644 {
645         u8 *p = object;
646         u8 *endobject = object + s->objsize;
647
648         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
649                 unsigned int red =
650                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
651
652                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
653                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
654                         return 0;
655         } else {
656                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
657                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
658                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
659                 }
660         }
661
662         if (s->flags & SLAB_POISON) {
663                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
664                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
665                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
666                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
667                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
668                         return 0;
669                 /*
670                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
671                  */
672                 check_pad_bytes(s, page, p);
673         }
674
675         if (!s->offset && active)
676                 /*
677                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
678                  * freepointer while object is allocated.
679                  */
680                 return 1;
681
682         /* Check free pointer validity */
683         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
684                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
685                 /*
686                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
687                  * of the free objects in this slab. May cause
688                  * another error because the object count is now wrong.
689                  */
690                 set_freepointer(s, p, NULL);
691                 return 0;
692         }
693         return 1;
694 }
695
696 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
697 {
698         int maxobj;
699
700         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
701
702         if (!PageSlab(page)) {
703                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
704                 return 0;
705         }
706
707         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
708         if (page->objects > maxobj) {
709                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
710                         s->name, page->objects, maxobj);
711                 return 0;
712         }
713         if (page->inuse > page->objects) {
714                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
715                         s->name, page->inuse, page->objects);
716                 return 0;
717         }
718         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
719         slab_pad_check(s, page);
720         return 1;
721 }
722
723 /*
724  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
725  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
726  */
727 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
728 {
729         int nr = 0;
730         void *fp = page->freelist;
731         void *object = NULL;
732         unsigned long max_objects;
733
734         while (fp && nr <= page->objects) {
735                 if (fp == search)
736                         return 1;
737                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
738                         if (object) {
739                                 object_err(s, page, object,
740                                         "Freechain corrupt");
741                                 set_freepointer(s, object, NULL);
742                                 break;
743                         } else {
744                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
745                                 page->freelist = NULL;
746                                 page->inuse = page->objects;
747                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
748                                 return 0;
749                         }
750                         break;
751                 }
752                 object = fp;
753                 fp = get_freepointer(s, object);
754                 nr++;
755         }
756
757         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
758         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
759                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
760
761         if (page->objects != max_objects) {
762                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
763                         "should be %d", page->objects, max_objects);
764                 page->objects = max_objects;
765                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
766         }
767         if (page->inuse != page->objects - nr) {
768                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
769                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
770                 page->inuse = page->objects - nr;
771                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
772         }
773         return search == NULL;
774 }
775
776 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
777                                                                 int alloc)
778 {
779         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
780                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
781                         s->name,
782                         alloc ? "alloc" : "free",
783                         object, page->inuse,
784                         page->freelist);
785
786                 if (!alloc)
787                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
788
789                 dump_stack();
790         }
791 }
792
793 /*
794  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
795  */
796 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
797 {
798         spin_lock(&n->list_lock);
799         list_add(&page->lru, &n->full);
800         spin_unlock(&n->list_lock);
801 }
802
803 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
804 {
805         struct kmem_cache_node *n;
806
807         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
808                 return;
809
810         n = get_node(s, page_to_nid(page));
811
812         spin_lock(&n->list_lock);
813         list_del(&page->lru);
814         spin_unlock(&n->list_lock);
815 }
816
817 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
818 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
819 {
820         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
821
822         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
823 }
824
825 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
826 {
827         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
828 }
829
830 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
831 {
832         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
833
834         /*
835          * May be called early in order to allocate a slab for the
836          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
837          * dilemma by deferring the increment of the count during
838          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
839          */
840         if (!NUMA_BUILD || n) {
841                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
842                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
843         }
844 }
845 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
846 {
847         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
848
849         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
850         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
851 }
852
853 /* Object debug checks for alloc/free paths */
854 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
855                                                                 void *object)
856 {
857         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
858                 return;
859
860         init_object(s, object, 0);
861         init_tracking(s, object);
862 }
863
864 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
865                                         void *object, unsigned long addr)
866 {
867         if (!check_slab(s, page))
868                 goto bad;
869
870         if (!on_freelist(s, page, object)) {
871                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
872                 goto bad;
873         }
874
875         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
876                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
877                 goto bad;
878         }
879
880         if (!check_object(s, page, object, 0))
881                 goto bad;
882
883         /* Success perform special debug activities for allocs */
884         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
885                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
886         trace(s, page, object, 1);
887         init_object(s, object, 1);
888         return 1;
889
890 bad:
891         if (PageSlab(page)) {
892                 /*
893                  * If this is a slab page then lets do the best we can
894                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
895                  * as used avoids touching the remaining objects.
896                  */
897                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
898                 page->inuse = page->objects;
899                 page->freelist = NULL;
900         }
901         return 0;
902 }
903
904 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
905                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
906 {
907         if (!check_slab(s, page))
908                 goto fail;
909
910         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
911                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
912                 goto fail;
913         }
914
915         if (on_freelist(s, page, object)) {
916                 object_err(s, page, object, "Object already free");
917                 goto fail;
918         }
919
920         if (!check_object(s, page, object, 1))
921                 return 0;
922
923         if (unlikely(s != page->slab)) {
924                 if (!PageSlab(page)) {
925                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
926                                 "outside of slab", object);
927                 } else if (!page->slab) {
928                         printk(KERN_ERR
929                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
930                                                 object);
931                         dump_stack();
932                 } else
933                         object_err(s, page, object,
934                                         "page slab pointer corrupt.");
935                 goto fail;
936         }
937
938         /* Special debug activities for freeing objects */
939         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
940                 remove_full(s, page);
941         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
942                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
943         trace(s, page, object, 0);
944         init_object(s, object, 0);
945         return 1;
946
947 fail:
948         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
949         return 0;
950 }
951
952 static int __init setup_slub_debug(char *str)
953 {
954         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
955         if (*str++ != '=' || !*str)
956                 /*
957                  * No options specified. Switch on full debugging.
958                  */
959                 goto out;
960
961         if (*str == ',')
962                 /*
963                  * No options but restriction on slabs. This means full
964                  * debugging for slabs matching a pattern.
965                  */
966                 goto check_slabs;
967
968         if (tolower(*str) == 'o') {
969                 /*
970                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
971                  * would increase as a result.
972                  */
973                 disable_higher_order_debug = 1;
974                 goto out;
975         }
976
977         slub_debug = 0;
978         if (*str == '-')
979                 /*
980                  * Switch off all debugging measures.
981                  */
982                 goto out;
983
984         /*
985          * Determine which debug features should be switched on
986          */
987         for (; *str && *str != ','; str++) {
988                 switch (tolower(*str)) {
989                 case 'f':
990                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
991                         break;
992                 case 'z':
993                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
994                         break;
995                 case 'p':
996                         slub_debug |= SLAB_POISON;
997                         break;
998                 case 'u':
999                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1000                         break;
1001                 case 't':
1002                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1003                         break;
1004                 case 'a':
1005                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1006                         break;
1007                 default:
1008                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1009                                 "unknown. skipped\n", *str);
1010                 }
1011         }
1012
1013 check_slabs:
1014         if (*str == ',')
1015                 slub_debug_slabs = str + 1;
1016 out:
1017         return 1;
1018 }
1019
1020 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1021
1022 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1023         unsigned long flags, const char *name,
1024         void (*ctor)(void *))
1025 {
1026         /*
1027          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1028          */
1029         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1030                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1031                 flags |= slub_debug;
1032
1033         return flags;
1034 }
1035 #else
1036 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1037                         struct page *page, void *object) {}
1038
1039 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1040         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1041
1042 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1043         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1044
1045 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1046                         { return 1; }
1047 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1048                         void *object, int active) { return 1; }
1049 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1050 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1051         unsigned long flags, const char *name,
1052         void (*ctor)(void *))
1053 {
1054         return flags;
1055 }
1056 #define slub_debug 0
1057
1058 #define disable_higher_order_debug 0
1059
1060 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1061                                                         { return 0; }
1062 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1063                                                         { return 0; }
1064 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1065                                                         int objects) {}
1066 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1067                                                         int objects) {}
1068 #endif
1069
1070 /*
1071  * Slab allocation and freeing
1072  */
1073 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1074                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1075 {
1076         int order = oo_order(oo);
1077
1078         flags |= __GFP_NOTRACK;
1079
1080         if (node == NUMA_NO_NODE)
1081                 return alloc_pages(flags, order);
1082         else
1083                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1084 }
1085
1086 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1087 {
1088         struct page *page;
1089         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1090         gfp_t alloc_gfp;
1091
1092         flags |= s->allocflags;
1093
1094         /*
1095          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1096          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1097          */
1098         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1099
1100         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1101         if (unlikely(!page)) {
1102                 oo = s->min;
1103                 /*
1104                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1105                  * Try a lower order alloc if possible
1106                  */
1107                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1108                 if (!page)
1109                         return NULL;
1110
1111                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1112         }
1113
1114         if (kmemcheck_enabled
1115                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1116                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1117
1118                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1119
1120                 /*
1121                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1122                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1123                  */
1124                 if (s->ctor)
1125                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1126                 else
1127                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1128         }
1129
1130         page->objects = oo_objects(oo);
1131         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1132                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1133                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1134                 1 << oo_order(oo));
1135
1136         return page;
1137 }
1138
1139 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1140                                 void *object)
1141 {
1142         setup_object_debug(s, page, object);
1143         if (unlikely(s->ctor))
1144                 s->ctor(object);
1145 }
1146
1147 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1148 {
1149         struct page *page;
1150         void *start;
1151         void *last;
1152         void *p;
1153
1154         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1155
1156         page = allocate_slab(s,
1157                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1158         if (!page)
1159                 goto out;
1160
1161         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1162         page->slab = s;
1163         page->flags |= 1 << PG_slab;
1164
1165         start = page_address(page);
1166
1167         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1168                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1169
1170         last = start;
1171         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1172                 setup_object(s, page, last);
1173                 set_freepointer(s, last, p);
1174                 last = p;
1175         }
1176         setup_object(s, page, last);
1177         set_freepointer(s, last, NULL);
1178
1179         page->freelist = start;
1180         page->inuse = 0;
1181 out:
1182         return page;
1183 }
1184
1185 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1186 {
1187         int order = compound_order(page);
1188         int pages = 1 << order;
1189
1190         if (kmem_cache_debug(s)) {
1191                 void *p;
1192
1193                 slab_pad_check(s, page);
1194                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1195                                                 page->objects)
1196                         check_object(s, page, p, 0);
1197         }
1198
1199         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1200
1201         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1202                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1203                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1204                 -pages);
1205
1206         __ClearPageSlab(page);
1207         reset_page_mapcount(page);
1208         if (current->reclaim_state)
1209                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1210         __free_pages(page, order);
1211 }
1212
1213 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1214 {
1215         struct page *page;
1216
1217         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1218         __free_slab(page->slab, page);
1219 }
1220
1221 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1222 {
1223         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1224                 /*
1225                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1226                  */
1227                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1228
1229                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1230         } else
1231                 __free_slab(s, page);
1232 }
1233
1234 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1235 {
1236         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1237         free_slab(s, page);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Per slab locking using the pagelock
1242  */
1243 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1244 {
1245         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1246 }
1247
1248 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1249 {
1250         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1251 }
1252
1253 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1254 {
1255         int rc = 1;
1256
1257         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1258         return rc;
1259 }
1260
1261 /*
1262  * Management of partially allocated slabs
1263  */
1264 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1265                                 struct page *page, int tail)
1266 {
1267         spin_lock(&n->list_lock);
1268         n->nr_partial++;
1269         if (tail)
1270                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1271         else
1272                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1273         spin_unlock(&n->list_lock);
1274 }
1275
1276 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1277 {
1278         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1279
1280         spin_lock(&n->list_lock);
1281         list_del(&page->lru);
1282         n->nr_partial--;
1283         spin_unlock(&n->list_lock);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Lock slab and remove from the partial list.
1288  *
1289  * Must hold list_lock.
1290  */
1291 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1292                                                         struct page *page)
1293 {
1294         if (slab_trylock(page)) {
1295                 list_del(&page->lru);
1296                 n->nr_partial--;
1297                 __SetPageSlubFrozen(page);
1298                 return 1;
1299         }
1300         return 0;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1305  */
1306 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1307 {
1308         struct page *page;
1309
1310         /*
1311          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1312          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1313          * partial slab and there is none available then get_partials()
1314          * will return NULL.
1315          */
1316         if (!n || !n->nr_partial)
1317                 return NULL;
1318
1319         spin_lock(&n->list_lock);
1320         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1321                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1322                         goto out;
1323         page = NULL;
1324 out:
1325         spin_unlock(&n->list_lock);
1326         return page;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1331  */
1332 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1333 {
1334 #ifdef CONFIG_NUMA
1335         struct zonelist *zonelist;
1336         struct zoneref *z;
1337         struct zone *zone;
1338         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1339         struct page *page;
1340
1341         /*
1342          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1343          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1344          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1345          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1346          *
1347          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1348          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1349          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1350          * from other nodes and filled up.
1351          *
1352          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1353          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1354          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1355          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1356          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1357          * with available objects.
1358          */
1359         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1360                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1361                 return NULL;
1362
1363         get_mems_allowed();
1364         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1365         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1366                 struct kmem_cache_node *n;
1367
1368                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1369
1370                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1371                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1372                         page = get_partial_node(n);
1373                         if (page) {
1374                                 put_mems_allowed();
1375                                 return page;
1376                         }
1377                 }
1378         }
1379         put_mems_allowed();
1380 #endif
1381         return NULL;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Get a partial page, lock it and return it.
1386  */
1387 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1388 {
1389         struct page *page;
1390         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1391
1392         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1393         if (page || node != -1)
1394                 return page;
1395
1396         return get_any_partial(s, flags);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Move a page back to the lists.
1401  *
1402  * Must be called with the slab lock held.
1403  *
1404  * On exit the slab lock will have been dropped.
1405  */
1406 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1407 {
1408         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1409
1410         __ClearPageSlubFrozen(page);
1411         if (page->inuse) {
1412
1413                 if (page->freelist) {
1414                         add_partial(n, page, tail);
1415                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1416                 } else {
1417                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1418                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1419                                 add_full(n, page);
1420                 }
1421                 slab_unlock(page);
1422         } else {
1423                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1424                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1425                         /*
1426                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1427                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1428                          * to come after the other slabs with objects in
1429                          * so that the others get filled first. That way the
1430                          * size of the partial list stays small.
1431                          *
1432                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1433                          * the partial list.
1434                          */
1435                         add_partial(n, page, 1);
1436                         slab_unlock(page);
1437                 } else {
1438                         slab_unlock(page);
1439                         stat(s, FREE_SLAB);
1440                         discard_slab(s, page);
1441                 }
1442         }
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Remove the cpu slab
1447  */
1448 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1449 {
1450         struct page *page = c->page;
1451         int tail = 1;
1452
1453         if (page->freelist)
1454                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1455         /*
1456          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1457          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1458          * to occur.
1459          */
1460         while (unlikely(c->freelist)) {
1461                 void **object;
1462
1463                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1464
1465                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1466                 object = c->freelist;
1467                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1468
1469                 /* And put onto the regular freelist */
1470                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1471                 page->freelist = object;
1472                 page->inuse--;
1473         }
1474         c->page = NULL;
1475         unfreeze_slab(s, page, tail);
1476 }
1477
1478 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1479 {
1480         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1481         slab_lock(c->page);
1482         deactivate_slab(s, c);
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Flush cpu slab.
1487  *
1488  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1489  */
1490 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1491 {
1492         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1493
1494         if (likely(c && c->page))
1495                 flush_slab(s, c);
1496 }
1497
1498 static void flush_cpu_slab(void *d)
1499 {
1500         struct kmem_cache *s = d;
1501
1502         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1503 }
1504
1505 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1506 {
1507         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1512  * locality expectations.
1513  */
1514 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1515 {
1516 #ifdef CONFIG_NUMA
1517         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1518                 return 0;
1519 #endif
1520         return 1;
1521 }
1522
1523 static int count_free(struct page *page)
1524 {
1525         return page->objects - page->inuse;
1526 }
1527
1528 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1529                                         int (*get_count)(struct page *))
1530 {
1531         unsigned long flags;
1532         unsigned long x = 0;
1533         struct page *page;
1534
1535         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1536         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1537                 x += get_count(page);
1538         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1539         return x;
1540 }
1541
1542 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1543 {
1544 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1545         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1546 #else
1547         return 0;
1548 #endif
1549 }
1550
1551 static noinline void
1552 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1553 {
1554         int node;
1555
1556         printk(KERN_WARNING
1557                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1558                 nid, gfpflags);
1559         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1560                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1561                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1562
1563         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1564                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1565                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1566
1567         for_each_online_node(node) {
1568                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1569                 unsigned long nr_slabs;
1570                 unsigned long nr_objs;
1571                 unsigned long nr_free;
1572
1573                 if (!n)
1574                         continue;
1575
1576                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1577                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1578                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1579
1580                 printk(KERN_WARNING
1581                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1582                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1583         }
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1588  * debugging duties.
1589  *
1590  * Interrupts are disabled.
1591  *
1592  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1593  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1594  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1595  *
1596  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1597  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1598  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1599  *
1600  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1601  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1602  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1603  */
1604 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1605                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1606 {
1607         void **object;
1608         struct page *new;
1609
1610         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1611         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1612
1613         if (!c->page)
1614                 goto new_slab;
1615
1616         slab_lock(c->page);
1617         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1618                 goto another_slab;
1619
1620         stat(s, ALLOC_REFILL);
1621
1622 load_freelist:
1623         object = c->page->freelist;
1624         if (unlikely(!object))
1625                 goto another_slab;
1626         if (kmem_cache_debug(s))
1627                 goto debug;
1628
1629         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1630         c->page->inuse = c->page->objects;
1631         c->page->freelist = NULL;
1632         c->node = page_to_nid(c->page);
1633 unlock_out:
1634         slab_unlock(c->page);
1635         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1636         return object;
1637
1638 another_slab:
1639         deactivate_slab(s, c);
1640
1641 new_slab:
1642         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1643         if (new) {
1644                 c->page = new;
1645                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1646                 goto load_freelist;
1647         }
1648
1649         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1650                 local_irq_enable();
1651
1652         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1653
1654         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1655                 local_irq_disable();
1656
1657         if (new) {
1658                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1659                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1660                 if (c->page)
1661                         flush_slab(s, c);
1662                 slab_lock(new);
1663                 __SetPageSlubFrozen(new);
1664                 c->page = new;
1665                 goto load_freelist;
1666         }
1667         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1668                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1669         return NULL;
1670 debug:
1671         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1672                 goto another_slab;
1673
1674         c->page->inuse++;
1675         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1676         c->node = -1;
1677         goto unlock_out;
1678 }
1679
1680 /*
1681  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1682  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1683  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1684  *
1685  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1686  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1687  *
1688  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1689  */
1690 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1691                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1692 {
1693         void **object;
1694         struct kmem_cache_cpu *c;
1695         unsigned long flags;
1696
1697         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1698
1699         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1700         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1701
1702         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags, s->flags))
1703                 return NULL;
1704
1705         local_irq_save(flags);
1706         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1707         object = c->freelist;
1708         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1709
1710                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1711
1712         else {
1713                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1714                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1715         }
1716         local_irq_restore(flags);
1717
1718         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1719                 memset(object, 0, s->objsize);
1720
1721         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, s->objsize);
1722         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1723
1724         return object;
1725 }
1726
1727 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1728 {
1729         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1730
1731         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1732
1733         return ret;
1734 }
1735 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1736
1737 #ifdef CONFIG_TRACING
1738 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1739 {
1740         return slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1743 #endif
1744
1745 #ifdef CONFIG_NUMA
1746 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1747 {
1748         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1749
1750         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1751                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1752
1753         return ret;
1754 }
1755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1756 #endif
1757
1758 #ifdef CONFIG_TRACING
1759 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1760                                     gfp_t gfpflags,
1761                                     int node)
1762 {
1763         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1764 }
1765 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1766 #endif
1767
1768 /*
1769  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1770  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1771  *
1772  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1773  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1774  * handling required then we can return immediately.
1775  */
1776 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1777                         void *x, unsigned long addr)
1778 {
1779         void *prior;
1780         void **object = (void *)x;
1781
1782         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1783         slab_lock(page);
1784
1785         if (kmem_cache_debug(s))
1786                 goto debug;
1787
1788 checks_ok:
1789         prior = page->freelist;
1790         set_freepointer(s, object, prior);
1791         page->freelist = object;
1792         page->inuse--;
1793
1794         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1795                 stat(s, FREE_FROZEN);
1796                 goto out_unlock;
1797         }
1798
1799         if (unlikely(!page->inuse))
1800                 goto slab_empty;
1801
1802         /*
1803          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1804          * then add it.
1805          */
1806         if (unlikely(!prior)) {
1807                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1808                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1809         }
1810
1811 out_unlock:
1812         slab_unlock(page);
1813         return;
1814
1815 slab_empty:
1816         if (prior) {
1817                 /*
1818                  * Slab still on the partial list.
1819                  */
1820                 remove_partial(s, page);
1821                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1822         }
1823         slab_unlock(page);
1824         stat(s, FREE_SLAB);
1825         discard_slab(s, page);
1826         return;
1827
1828 debug:
1829         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1830                 goto out_unlock;
1831         goto checks_ok;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1836  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1837  *
1838  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1839  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1840  * the item before.
1841  *
1842  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1843  * with all sorts of special processing.
1844  */
1845 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1846                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1847 {
1848         void **object = (void *)x;
1849         struct kmem_cache_cpu *c;
1850         unsigned long flags;
1851
1852         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1853         local_irq_save(flags);
1854         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1855         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
1856         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1857         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1858                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
1859         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1860                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1861                 c->freelist = object;
1862                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1863         } else
1864                 __slab_free(s, page, x, addr);
1865
1866         local_irq_restore(flags);
1867 }
1868
1869 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1870 {
1871         struct page *page;
1872
1873         page = virt_to_head_page(x);
1874
1875         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1876
1877         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1878 }
1879 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1880
1881 /* Figure out on which slab page the object resides */
1882 static struct page *get_object_page(const void *x)
1883 {
1884         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1885
1886         if (!PageSlab(page))
1887                 return NULL;
1888
1889         return page;
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1894  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1895  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1896  * another.
1897  *
1898  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1899  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1900  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1901  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1902  * locking overhead.
1903  */
1904
1905 /*
1906  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1907  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1908  * and increases the number of allocations possible without having to
1909  * take the list_lock.
1910  */
1911 static int slub_min_order;
1912 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1913 static int slub_min_objects;
1914
1915 /*
1916  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1917  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1918  */
1919 static int slub_nomerge;
1920
1921 /*
1922  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1923  *
1924  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1925  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1926  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1927  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1928  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1929  * would be wasted.
1930  *
1931  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1932  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1933  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1934  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1935  *
1936  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1937  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1938  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1939  * of space in favor of a small page order.
1940  *
1941  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1942  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1943  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1944  * the smallest order which will fit the object.
1945  */
1946 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1947                                 int max_order, int fract_leftover)
1948 {
1949         int order;
1950         int rem;
1951         int min_order = slub_min_order;
1952
1953         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1954                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1955
1956         for (order = max(min_order,
1957                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1958                         order <= max_order; order++) {
1959
1960                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1961
1962                 if (slab_size < min_objects * size)
1963                         continue;
1964
1965                 rem = slab_size % size;
1966
1967                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1968                         break;
1969
1970         }
1971
1972         return order;
1973 }
1974
1975 static inline int calculate_order(int size)
1976 {
1977         int order;
1978         int min_objects;
1979         int fraction;
1980         int max_objects;
1981
1982         /*
1983          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1984          * works by first attempting to generate a layout with
1985          * the best configuration and backing off gradually.
1986          *
1987          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1988          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1989          */
1990         min_objects = slub_min_objects;
1991         if (!min_objects)
1992                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1993         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1994         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1995
1996         while (min_objects > 1) {
1997                 fraction = 16;
1998                 while (fraction >= 4) {
1999                         order = slab_order(size, min_objects,
2000                                                 slub_max_order, fraction);
2001                         if (order <= slub_max_order)
2002                                 return order;
2003                         fraction /= 2;
2004                 }
2005                 min_objects--;
2006         }
2007
2008         /*
2009          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2010          * lets see if we can place a single object there.
2011          */
2012         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2013         if (order <= slub_max_order)
2014                 return order;
2015
2016         /*
2017          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2018          */
2019         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2020         if (order < MAX_ORDER)
2021                 return order;
2022         return -ENOSYS;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2027  */
2028 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2029                 unsigned long align, unsigned long size)
2030 {
2031         /*
2032          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2033          * suggestion if the object is sufficiently large.
2034          *
2035          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2036          * alignment though. If that is greater then use it.
2037          */
2038         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2039                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2040                 while (size <= ralign / 2)
2041                         ralign /= 2;
2042                 align = max(align, ralign);
2043         }
2044
2045         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2046                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2047
2048         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2049 }
2050
2051 static void
2052 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2053 {
2054         n->nr_partial = 0;
2055         spin_lock_init(&n->list_lock);
2056         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2057 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2058         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2059         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2060         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2061 #endif
2062 }
2063
2064 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2065 {
2066         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2067                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2068
2069         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2070
2071         return s->cpu_slab != NULL;
2072 }
2073
2074 #ifdef CONFIG_NUMA
2075 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2076
2077 /*
2078  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2079  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2080  * possible.
2081  *
2082  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2083  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2084  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2085  */
2086 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2087 {
2088         struct page *page;
2089         struct kmem_cache_node *n;
2090         unsigned long flags;
2091
2092         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2093
2094         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2095
2096         BUG_ON(!page);
2097         if (page_to_nid(page) != node) {
2098                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2099                                 "node %d\n", node);
2100                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2101                                 "in order to be able to continue\n");
2102         }
2103
2104         n = page->freelist;
2105         BUG_ON(!n);
2106         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2107         page->inuse++;
2108         kmem_cache_node->node[node] = n;
2109 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2110         init_object(kmem_cache_node, n, 1);
2111         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2112 #endif
2113         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2114         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2115
2116         /*
2117          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2118          * so even though there cannot be a race this early in
2119          * the boot sequence, we still disable irqs.
2120          */
2121         local_irq_save(flags);
2122         add_partial(n, page, 0);
2123         local_irq_restore(flags);
2124 }
2125
2126 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2127 {
2128         int node;
2129
2130         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2131                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2132
2133                 if (n)
2134                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2135
2136                 s->node[node] = NULL;
2137         }
2138 }
2139
2140 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2141 {
2142         int node;
2143
2144         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2145                 struct kmem_cache_node *n;
2146
2147                 if (slab_state == DOWN) {
2148                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2149                         continue;
2150                 }
2151                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2152                                                 GFP_KERNEL, node);
2153
2154                 if (!n) {
2155                         free_kmem_cache_nodes(s);
2156                         return 0;
2157                 }
2158
2159                 s->node[node] = n;
2160                 init_kmem_cache_node(n, s);
2161         }
2162         return 1;
2163 }
2164 #else
2165 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2166 {
2167 }
2168
2169 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2170 {
2171         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2172         return 1;
2173 }
2174 #endif
2175
2176 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2177 {
2178         if (min < MIN_PARTIAL)
2179                 min = MIN_PARTIAL;
2180         else if (min > MAX_PARTIAL)
2181                 min = MAX_PARTIAL;
2182         s->min_partial = min;
2183 }
2184
2185 /*
2186  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2187  * a slab object.
2188  */
2189 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2190 {
2191         unsigned long flags = s->flags;
2192         unsigned long size = s->objsize;
2193         unsigned long align = s->align;
2194         int order;
2195
2196         /*
2197          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2198          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2199          * the possible location of the free pointer.
2200          */
2201         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2202
2203 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2204         /*
2205          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2206          * the slab may touch the object after free or before allocation
2207          * then we should never poison the object itself.
2208          */
2209         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2210                         !s->ctor)
2211                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2212         else
2213                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2214
2215
2216         /*
2217          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2218          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2219          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2220          */
2221         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2222                 size += sizeof(void *);
2223 #endif
2224
2225         /*
2226          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2227          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2228          */
2229         s->inuse = size;
2230
2231         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2232                 s->ctor)) {
2233                 /*
2234                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2235                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2236                  * kmem_cache_free.
2237                  *
2238                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2239                  * destructor or are poisoning the objects.
2240                  */
2241                 s->offset = size;
2242                 size += sizeof(void *);
2243         }
2244
2245 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2246         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2247                 /*
2248                  * Need to store information about allocs and frees after
2249                  * the object.
2250                  */
2251                 size += 2 * sizeof(struct track);
2252
2253         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2254                 /*
2255                  * Add some empty padding so that we can catch
2256                  * overwrites from earlier objects rather than let
2257                  * tracking information or the free pointer be
2258                  * corrupted if a user writes before the start
2259                  * of the object.
2260                  */
2261                 size += sizeof(void *);
2262 #endif
2263
2264         /*
2265          * Determine the alignment based on various parameters that the
2266          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2267          * on bootup.
2268          */
2269         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2270         s->align = align;
2271
2272         /*
2273          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2274          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2275          * each object to conform to the alignment.
2276          */
2277         size = ALIGN(size, align);
2278         s->size = size;
2279         if (forced_order >= 0)
2280                 order = forced_order;
2281         else
2282                 order = calculate_order(size);
2283
2284         if (order < 0)
2285                 return 0;
2286
2287         s->allocflags = 0;
2288         if (order)
2289                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2290
2291         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2292                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2293
2294         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2295                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2296
2297         /*
2298          * Determine the number of objects per slab
2299          */
2300         s->oo = oo_make(order, size);
2301         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2302         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2303                 s->max = s->oo;
2304
2305         return !!oo_objects(s->oo);
2306
2307 }
2308
2309 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2310                 const char *name, size_t size,
2311                 size_t align, unsigned long flags,
2312                 void (*ctor)(void *))
2313 {
2314         memset(s, 0, kmem_size);
2315         s->name = name;
2316         s->ctor = ctor;
2317         s->objsize = size;
2318         s->align = align;
2319         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2320
2321         if (!calculate_sizes(s, -1))
2322                 goto error;
2323         if (disable_higher_order_debug) {
2324                 /*
2325                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2326                  * order increased.
2327                  */
2328                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2329                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2330                         s->offset = 0;
2331                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2332                                 goto error;
2333                 }
2334         }
2335
2336         /*
2337          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2338          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2339          */
2340         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2341         s->refcount = 1;
2342 #ifdef CONFIG_NUMA
2343         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2344 #endif
2345         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2346                 goto error;
2347
2348         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2349                 return 1;
2350
2351         free_kmem_cache_nodes(s);
2352 error:
2353         if (flags & SLAB_PANIC)
2354                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2355                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2356                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2357                         s->offset, flags);
2358         return 0;
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Check if a given pointer is valid
2363  */
2364 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2365 {
2366         struct page *page;
2367
2368         if (!kern_ptr_validate(object, s->size))
2369                 return 0;
2370
2371         page = get_object_page(object);
2372
2373         if (!page || s != page->slab)
2374                 /* No slab or wrong slab */
2375                 return 0;
2376
2377         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2378                 return 0;
2379
2380         /*
2381          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2382          * But this would be too expensive and it seems that the main
2383          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2384          * to a certain slab.
2385          */
2386         return 1;
2387 }
2388 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2389
2390 /*
2391  * Determine the size of a slab object
2392  */
2393 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2394 {
2395         return s->objsize;
2396 }
2397 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2398
2399 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2400 {
2401         return s->name;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2404
2405 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2406                                                         const char *text)
2407 {
2408 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2409         void *addr = page_address(page);
2410         void *p;
2411         long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) * sizeof(long),
2412                             GFP_ATOMIC);
2413
2414         if (!map)
2415                 return;
2416         slab_err(s, page, "%s", text);
2417         slab_lock(page);
2418         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2419                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2420
2421         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2422
2423                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2424                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2425                                                         p, p - addr);
2426                         print_tracking(s, p);
2427                 }
2428         }
2429         slab_unlock(page);
2430         kfree(map);
2431 #endif
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2436  */
2437 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2438 {
2439         unsigned long flags;
2440         struct page *page, *h;
2441
2442         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2443         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2444                 if (!page->inuse) {
2445                         list_del(&page->lru);
2446                         discard_slab(s, page);
2447                         n->nr_partial--;
2448                 } else {
2449                         list_slab_objects(s, page,
2450                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2451                 }
2452         }
2453         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2454 }
2455
2456 /*
2457  * Release all resources used by a slab cache.
2458  */
2459 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2460 {
2461         int node;
2462
2463         flush_all(s);
2464         free_percpu(s->cpu_slab);
2465         /* Attempt to free all objects */
2466         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2467                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2468
2469                 free_partial(s, n);
2470                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2471                         return 1;
2472         }
2473         free_kmem_cache_nodes(s);
2474         return 0;
2475 }
2476
2477 /*
2478  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2479  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2480  */
2481 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2482 {
2483         down_write(&slub_lock);
2484         s->refcount--;
2485         if (!s->refcount) {
2486                 list_del(&s->list);
2487                 if (kmem_cache_close(s)) {
2488                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2489                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2490                         dump_stack();
2491                 }
2492                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2493                         rcu_barrier();
2494                 sysfs_slab_remove(s);
2495         }
2496         up_write(&slub_lock);
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2499
2500 /********************************************************************
2501  *              Kmalloc subsystem
2502  *******************************************************************/
2503
2504 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2505 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2506
2507 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2508
2509 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2510 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2511 #endif
2512
2513 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2514 {
2515         get_option(&str, &slub_min_order);
2516
2517         return 1;
2518 }
2519
2520 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2521
2522 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2523 {
2524         get_option(&str, &slub_max_order);
2525         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2526
2527         return 1;
2528 }
2529
2530 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2531
2532 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2533 {
2534         get_option(&str, &slub_min_objects);
2535
2536         return 1;
2537 }
2538
2539 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2540
2541 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2542 {
2543         slub_nomerge = 1;
2544         return 1;
2545 }
2546
2547 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2548
2549 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2550                                                 int size, unsigned int flags)
2551 {
2552         struct kmem_cache *s;
2553
2554         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2555
2556         /*
2557          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2558          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2559          */
2560         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2561                                                                 flags, NULL))
2562                 goto panic;
2563
2564         list_add(&s->list, &slab_caches);
2565         return s;
2566
2567 panic:
2568         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2569         return NULL;
2570 }
2571
2572 /*
2573  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2574  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2575  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2576  * fls.
2577  */
2578 static s8 size_index[24] = {
2579         3,      /* 8 */
2580         4,      /* 16 */
2581         5,      /* 24 */
2582         5,      /* 32 */
2583         6,      /* 40 */
2584         6,      /* 48 */
2585         6,      /* 56 */
2586         6,      /* 64 */
2587         1,      /* 72 */
2588         1,      /* 80 */
2589         1,      /* 88 */
2590         1,      /* 96 */
2591         7,      /* 104 */
2592         7,      /* 112 */
2593         7,      /* 120 */
2594         7,      /* 128 */
2595         2,      /* 136 */
2596         2,      /* 144 */
2597         2,      /* 152 */
2598         2,      /* 160 */
2599         2,      /* 168 */
2600         2,      /* 176 */
2601         2,      /* 184 */
2602         2       /* 192 */
2603 };
2604
2605 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2606 {
2607         return (bytes - 1) / 8;
2608 }
2609
2610 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2611 {
2612         int index;
2613
2614         if (size <= 192) {
2615                 if (!size)
2616                         return ZERO_SIZE_PTR;
2617
2618                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2619         } else
2620                 index = fls(size - 1);
2621
2622 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2623         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2624                 return kmalloc_dma_caches[index];
2625
2626 #endif
2627         return kmalloc_caches[index];
2628 }
2629
2630 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2631 {
2632         struct kmem_cache *s;
2633         void *ret;
2634
2635         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2636                 return kmalloc_large(size, flags);
2637
2638         s = get_slab(size, flags);
2639
2640         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2641                 return s;
2642
2643         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2644
2645         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2646
2647         return ret;
2648 }
2649 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2650
2651 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2652 {
2653         struct page *page;
2654         void *ptr = NULL;
2655
2656         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2657         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2658         if (page)
2659                 ptr = page_address(page);
2660
2661         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2662         return ptr;
2663 }
2664
2665 #ifdef CONFIG_NUMA
2666 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2667 {
2668         struct kmem_cache *s;
2669         void *ret;
2670
2671         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2672                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2673
2674                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2675                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2676                                    flags, node);
2677
2678                 return ret;
2679         }
2680
2681         s = get_slab(size, flags);
2682
2683         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2684                 return s;
2685
2686         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2687
2688         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2689
2690         return ret;
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2693 #endif
2694
2695 size_t ksize(const void *object)
2696 {
2697         struct page *page;
2698         struct kmem_cache *s;
2699
2700         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2701                 return 0;
2702
2703         page = virt_to_head_page(object);
2704
2705         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2706                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2707                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2708         }
2709         s = page->slab;
2710
2711 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2712         /*
2713          * Debugging requires use of the padding between object
2714          * and whatever may come after it.
2715          */
2716         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2717                 return s->objsize;
2718
2719 #endif
2720         /*
2721          * If we have the need to store the freelist pointer
2722          * back there or track user information then we can
2723          * only use the space before that information.
2724          */
2725         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2726                 return s->inuse;
2727         /*
2728          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2729          */
2730         return s->size;
2731 }
2732 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2733
2734 void kfree(const void *x)
2735 {
2736         struct page *page;
2737         void *object = (void *)x;
2738
2739         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2740
2741         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2742                 return;
2743
2744         page = virt_to_head_page(x);
2745         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2746                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2747                 kmemleak_free(x);
2748                 put_page(page);
2749                 return;
2750         }
2751         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2752 }
2753 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2754
2755 /*
2756  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2757  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2758  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2759  * and thus they can be removed from the partial lists.
2760  *
2761  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2762  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2763  * are freed in them.
2764  */
2765 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2766 {
2767         int node;
2768         int i;
2769         struct kmem_cache_node *n;
2770         struct page *page;
2771         struct page *t;
2772         int objects = oo_objects(s->max);
2773         struct list_head *slabs_by_inuse =
2774                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2775         unsigned long flags;
2776
2777         if (!slabs_by_inuse)
2778                 return -ENOMEM;
2779
2780         flush_all(s);
2781         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2782                 n = get_node(s, node);
2783
2784                 if (!n->nr_partial)
2785                         continue;
2786
2787                 for (i = 0; i < objects; i++)
2788                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2789
2790                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2791
2792                 /*
2793                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2794                  *
2795                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2796                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2797                  */
2798                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2799                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2800                                 /*
2801                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2802                                  * may have freed the last object and be
2803                                  * waiting to release the slab.
2804                                  */
2805                                 list_del(&page->lru);
2806                                 n->nr_partial--;
2807                                 slab_unlock(page);
2808                                 discard_slab(s, page);
2809                         } else {
2810                                 list_move(&page->lru,
2811                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2812                         }
2813                 }
2814
2815                 /*
2816                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2817                  * first and the least used slabs at the end.
2818                  */
2819                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2820                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2821
2822                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2823         }
2824
2825         kfree(slabs_by_inuse);
2826         return 0;
2827 }
2828 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2829
2830 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2831 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2832 {
2833         struct kmem_cache *s;
2834
2835         down_read(&slub_lock);
2836         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2837                 kmem_cache_shrink(s);
2838         up_read(&slub_lock);
2839
2840         return 0;
2841 }
2842
2843 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2844 {
2845         struct kmem_cache_node *n;
2846         struct kmem_cache *s;
2847         struct memory_notify *marg = arg;
2848         int offline_node;
2849
2850         offline_node = marg->status_change_nid;
2851
2852         /*
2853          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2854          * for it yet.
2855          */
2856         if (offline_node < 0)
2857                 return;
2858
2859         down_read(&slub_lock);
2860         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2861                 n = get_node(s, offline_node);
2862                 if (n) {
2863                         /*
2864                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2865                          * that is going down. We were unable to free them,
2866                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2867                          * callback. So, we must fail.
2868                          */
2869                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2870
2871                         s->node[offline_node] = NULL;
2872                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2873                 }
2874         }
2875         up_read(&slub_lock);
2876 }
2877
2878 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2879 {
2880         struct kmem_cache_node *n;
2881         struct kmem_cache *s;
2882         struct memory_notify *marg = arg;
2883         int nid = marg->status_change_nid;
2884         int ret = 0;
2885
2886         /*
2887          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2888          * already created. Nothing to do.
2889          */
2890         if (nid < 0)
2891                 return 0;
2892
2893         /*
2894          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2895          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2896          * online.
2897          */
2898         down_read(&slub_lock);
2899         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2900                 /*
2901                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2902                  *      since memory is not yet available from the node that
2903                  *      is brought up.
2904                  */
2905                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2906                 if (!n) {
2907                         ret = -ENOMEM;
2908                         goto out;
2909                 }
2910                 init_kmem_cache_node(n, s);
2911                 s->node[nid] = n;
2912         }
2913 out:
2914         up_read(&slub_lock);
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2919                                 unsigned long action, void *arg)
2920 {
2921         int ret = 0;
2922
2923         switch (action) {
2924         case MEM_GOING_ONLINE:
2925                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2926                 break;
2927         case MEM_GOING_OFFLINE:
2928                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2929                 break;
2930         case MEM_OFFLINE:
2931         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2932                 slab_mem_offline_callback(arg);
2933                 break;
2934         case MEM_ONLINE:
2935         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2936                 break;
2937         }
2938         if (ret)
2939                 ret = notifier_from_errno(ret);
2940         else
2941                 ret = NOTIFY_OK;
2942         return ret;
2943 }
2944
2945 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2946
2947 /********************************************************************
2948  *                      Basic setup of slabs
2949  *******************************************************************/
2950
2951 /*
2952  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
2953  * the page allocator
2954  */
2955
2956 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
2957 {
2958         int node;
2959
2960         list_add(&s->list, &slab_caches);
2961         s->refcount = -1;
2962
2963         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2964                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2965                 struct page *p;
2966
2967                 if (n) {
2968                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
2969                                 p->slab = s;
2970
2971 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
2972                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
2973                                 p->slab = s;
2974 #endif
2975                 }
2976         }
2977 }
2978
2979 void __init kmem_cache_init(void)
2980 {
2981         int i;
2982         int caches = 0;
2983         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
2984         int order;
2985
2986 #ifdef CONFIG_NUMA
2987         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
2988         unsigned long kmalloc_size;
2989
2990         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
2991                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
2992
2993         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
2994         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
2995         order = get_order(2 * kmalloc_size);
2996         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
2997
2998         /*
2999          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3000          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3001          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3002          */
3003         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3004
3005         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3006                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3007                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3008
3009         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3010 #else
3011         /* Allocate a single kmem_cache from the page allocator */
3012         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3013         order = get_order(kmem_size);
3014         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3015 #endif
3016
3017         /* Able to allocate the per node structures */
3018         slab_state = PARTIAL;
3019
3020         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3021         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3022                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3023         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3024         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3025
3026 #ifdef CONFIG_NUMA
3027         /*
3028          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3029          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3030          * update any list pointers.
3031          */
3032         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3033
3034         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3035         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3036
3037         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3038
3039         caches++;
3040 #else
3041         /*
3042          * kmem_cache has kmem_cache_node embedded and we moved it!
3043          * Update the list heads
3044          */
3045         INIT_LIST_HEAD(&kmem_cache->local_node.partial);
3046         list_splice(&temp_kmem_cache->local_node.partial, &kmem_cache->local_node.partial);
3047 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3048         INIT_LIST_HEAD(&kmem_cache->local_node.full);
3049         list_splice(&temp_kmem_cache->local_node.full, &kmem_cache->local_node.full);
3050 #endif
3051 #endif
3052         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3053         caches++;
3054         /* Free temporary boot structure */
3055         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3056
3057         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3058
3059         /*
3060          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3061          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3062          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3063          *
3064          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3065          * handle the index determination for the smaller caches.
3066          *
3067          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3068          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3069          */
3070         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3071                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3072
3073         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3074                 int elem = size_index_elem(i);
3075                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3076                         break;
3077                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3078         }
3079
3080         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3081                 /*
3082                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3083                  * is 64 byte.
3084                  */
3085                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3086                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3087         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3088                 /*
3089                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3090                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3091                  * instead.
3092                  */
3093                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3094                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3095         }
3096
3097         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3098         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3099                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3100                 caches++;
3101         }
3102
3103         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3104                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3105                 caches++;
3106         }
3107
3108         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3109                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3110                 caches++;
3111         }
3112
3113         slab_state = UP;
3114
3115         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3116         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3117                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3118
3119                 BUG_ON(!s);
3120                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3121         }
3122
3123 #ifdef CONFIG_SMP
3124         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3125 #endif
3126
3127 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3128         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3129                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3130
3131                 if (s && s->size) {
3132                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3133                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3134
3135                         BUG_ON(!name);
3136                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3137                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3138                 }
3139         }
3140 #endif
3141         printk(KERN_INFO
3142                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3143                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3144                 caches, cache_line_size(),
3145                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3146                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3147 }
3148
3149 void __init kmem_cache_init_late(void)
3150 {
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Find a mergeable slab cache
3155  */
3156 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3157 {
3158         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3159                 return 1;
3160
3161         if (s->ctor)
3162                 return 1;
3163
3164         /*
3165          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3166          */
3167         if (s->refcount < 0)
3168                 return 1;
3169
3170         return 0;
3171 }
3172
3173 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3174                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3175                 void (*ctor)(void *))
3176 {
3177         struct kmem_cache *s;
3178
3179         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3180                 return NULL;
3181
3182         if (ctor)
3183                 return NULL;
3184
3185         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3186         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3187         size = ALIGN(size, align);
3188         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3189
3190         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3191                 if (slab_unmergeable(s))
3192                         continue;
3193
3194                 if (size > s->size)
3195                         continue;
3196
3197                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3198                                 continue;
3199                 /*
3200                  * Check if alignment is compatible.
3201                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3202                  */
3203                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3204                         continue;
3205
3206                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3207                         continue;
3208
3209                 return s;
3210         }
3211         return NULL;
3212 }
3213
3214 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3215                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3216 {
3217         struct kmem_cache *s;
3218
3219         if (WARN_ON(!name))
3220                 return NULL;
3221
3222         down_write(&slub_lock);
3223         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3224         if (s) {
3225                 s->refcount++;
3226                 /*
3227                  * Adjust the object sizes so that we clear
3228                  * the complete object on kzalloc.
3229                  */
3230                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3231                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3232
3233                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3234                         s->refcount--;
3235                         goto err;
3236                 }
3237                 up_write(&slub_lock);
3238                 return s;
3239         }
3240
3241         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3242         if (s) {
3243                 if (kmem_cache_open(s, name,
3244                                 size, align, flags, ctor)) {
3245                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3246                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3247                                 list_del(&s->list);
3248                                 kfree(s);
3249                                 goto err;
3250                         }
3251                         up_write(&slub_lock);
3252                         return s;
3253                 }
3254                 kfree(s);
3255         }
3256         up_write(&slub_lock);
3257
3258 err:
3259         if (flags & SLAB_PANIC)
3260                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3261         else
3262                 s = NULL;
3263         return s;
3264 }
3265 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3266
3267 #ifdef CONFIG_SMP
3268 /*
3269  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3270  * necessary.
3271  */
3272 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3273                 unsigned long action, void *hcpu)
3274 {
3275         long cpu = (long)hcpu;
3276         struct kmem_cache *s;
3277         unsigned long flags;
3278
3279         switch (action) {
3280         case CPU_UP_CANCELED:
3281         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3282         case CPU_DEAD:
3283         case CPU_DEAD_FROZEN:
3284                 down_read(&slub_lock);
3285                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3286                         local_irq_save(flags);
3287                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3288                         local_irq_restore(flags);
3289                 }
3290                 up_read(&slub_lock);
3291                 break;
3292         default:
3293                 break;
3294         }
3295         return NOTIFY_OK;
3296 }
3297
3298 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3299         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3300 };
3301
3302 #endif
3303
3304 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3305 {
3306         struct kmem_cache *s;
3307         void *ret;
3308
3309         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3310                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3311
3312         s = get_slab(size, gfpflags);
3313
3314         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3315                 return s;
3316
3317         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3318
3319         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3320         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3321
3322         return ret;
3323 }
3324
3325 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3326                                         int node, unsigned long caller)
3327 {
3328         struct kmem_cache *s;
3329         void *ret;
3330
3331         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3332                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3333
3334                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3335                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3336                                    gfpflags, node);
3337
3338                 return ret;
3339         }
3340
3341         s = get_slab(size, gfpflags);
3342
3343         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3344                 return s;
3345
3346         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3347
3348         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3349         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3350
3351         return ret;
3352 }
3353
3354 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3355 static int count_inuse(struct page *page)
3356 {
3357         return page->inuse;
3358 }
3359
3360 static int count_total(struct page *page)
3361 {
3362         return page->objects;
3363 }
3364
3365 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3366                                                 unsigned long *map)
3367 {
3368         void *p;
3369         void *addr = page_address(page);
3370
3371         if (!check_slab(s, page) ||
3372                         !on_freelist(s, page, NULL))
3373                 return 0;
3374
3375         /* Now we know that a valid freelist exists */
3376         bitmap_zero(map, page->objects);
3377
3378         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3379                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3380                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3381                         return 0;
3382         }
3383
3384         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3385                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3386                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3387                                 return 0;
3388         return 1;
3389 }
3390
3391 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3392                                                 unsigned long *map)
3393 {
3394         if (slab_trylock(page)) {
3395                 validate_slab(s, page, map);
3396                 slab_unlock(page);
3397         } else
3398                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3399                         s->name, page);
3400 }
3401
3402 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3403                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3404 {
3405         unsigned long count = 0;
3406         struct page *page;
3407         unsigned long flags;
3408
3409         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3410
3411         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3412                 validate_slab_slab(s, page, map);
3413                 count++;
3414         }
3415         if (count != n->nr_partial)
3416                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3417                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3418
3419         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3420                 goto out;
3421
3422         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3423                 validate_slab_slab(s, page, map);
3424                 count++;
3425         }
3426         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3427                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3428                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3429                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3430
3431 out:
3432         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3433         return count;
3434 }
3435
3436 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3437 {
3438         int node;
3439         unsigned long count = 0;
3440         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3441                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3442
3443         if (!map)
3444                 return -ENOMEM;
3445
3446         flush_all(s);
3447         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3448                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3449
3450                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3451         }
3452         kfree(map);
3453         return count;
3454 }
3455
3456 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3457 static void resiliency_test(void)
3458 {
3459         u8 *p;
3460
3461         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3462         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3463         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3464
3465         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3466         p[16] = 0x12;
3467         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3468                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3469
3470         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3471
3472         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3473         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3474         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3475         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3476                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3477         printk(KERN_ERR
3478                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3479
3480         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3481         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3482         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3483         *p = 0x56;
3484         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3485                                                                         p);
3486         printk(KERN_ERR
3487                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3488         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3489
3490         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3491         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3492         kfree(p);
3493         *p = 0x78;
3494         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3495         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3496
3497         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3498         kfree(p);
3499         p[50] = 0x9a;
3500         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3501                         p);
3502         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3503
3504         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3505         kfree(p);
3506         p[512] = 0xab;
3507         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3508         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3509 }
3510 #else
3511 static void resiliency_test(void) {};
3512 #endif
3513
3514 /*
3515  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3516  * and freed.
3517  */
3518
3519 struct location {
3520         unsigned long count;
3521         unsigned long addr;
3522         long long sum_time;
3523         long min_time;
3524         long max_time;
3525         long min_pid;
3526         long max_pid;
3527         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3528         nodemask_t nodes;
3529 };
3530
3531 struct loc_track {
3532         unsigned long max;
3533         unsigned long count;
3534         struct location *loc;
3535 };
3536
3537 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3538 {
3539         if (t->max)
3540                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3541                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3542 }
3543
3544 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3545 {
3546         struct location *l;
3547         int order;
3548
3549         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3550
3551         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3552         if (!l)
3553                 return 0;
3554
3555         if (t->count) {
3556                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3557                 free_loc_track(t);
3558         }
3559         t->max = max;
3560         t->loc = l;
3561         return 1;
3562 }
3563
3564 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3565                                 const struct track *track)
3566 {
3567         long start, end, pos;
3568         struct location *l;
3569         unsigned long caddr;
3570         unsigned long age = jiffies - track->when;
3571
3572         start = -1;
3573         end = t->count;
3574
3575         for ( ; ; ) {
3576                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3577
3578                 /*
3579                  * There is nothing at "end". If we end up there
3580                  * we need to add something to before end.
3581                  */
3582                 if (pos == end)
3583                         break;
3584
3585                 caddr = t->loc[pos].addr;
3586                 if (track->addr == caddr) {
3587
3588                         l = &t->loc[pos];
3589                         l->count++;
3590                         if (track->when) {
3591                                 l->sum_time += age;
3592                                 if (age < l->min_time)
3593                                         l->min_time = age;
3594                                 if (age > l->max_time)
3595                                         l->max_time = age;
3596
3597                                 if (track->pid < l->min_pid)
3598                                         l->min_pid = track->pid;
3599                                 if (track->pid > l->max_pid)
3600                                         l->max_pid = track->pid;
3601
3602                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3603                                                 to_cpumask(l->cpus));
3604                         }
3605                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3606                         return 1;
3607                 }
3608
3609                 if (track->addr < caddr)
3610                         end = pos;
3611                 else
3612                         start = pos;
3613         }
3614
3615         /*
3616          * Not found. Insert new tracking element.
3617          */
3618         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3619                 return 0;
3620
3621         l = t->loc + pos;
3622         if (pos < t->count)
3623                 memmove(l + 1, l,
3624                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3625         t->count++;
3626         l->count = 1;
3627         l->addr = track->addr;
3628         l->sum_time = age;
3629         l->min_time = age;
3630         l->max_time = age;
3631         l->min_pid = track->pid;
3632         l->max_pid = track->pid;
3633         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3634         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3635         nodes_clear(l->nodes);
3636         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3637         return 1;
3638 }
3639
3640 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3641                 struct page *page, enum track_item alloc,
3642                 long *map)
3643 {
3644         void *addr = page_address(page);
3645         void *p;
3646
3647         bitmap_zero(map, page->objects);
3648         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3649                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3650
3651         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3652                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3653                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3654 }
3655
3656 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3657                                         enum track_item alloc)
3658 {
3659         int len = 0;
3660         unsigned long i;
3661         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3662         int node;
3663         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3664                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3665
3666         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3667                                      GFP_TEMPORARY)) {
3668                 kfree(map);
3669                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3670         }
3671         /* Push back cpu slabs */
3672         flush_all(s);
3673
3674         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3675                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3676                 unsigned long flags;
3677                 struct page *page;
3678
3679                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3680                         continue;
3681
3682                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3683                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3684                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3685                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3686                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3687                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3688         }
3689
3690         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3691                 struct location *l = &t.loc[i];
3692
3693                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3694                         break;
3695                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3696
3697                 if (l->addr)
3698                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3699                 else
3700                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3701
3702                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3703                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3704                                 l->min_time,
3705                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3706                                 l->max_time);
3707                 } else
3708                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3709                                 l->min_time);
3710
3711                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3712                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3713                                 l->min_pid, l->max_pid);
3714                 else
3715                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3716                                 l->min_pid);
3717
3718                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3719                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3720                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3721                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3722                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3723                                                  to_cpumask(l->cpus));
3724                 }
3725
3726                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3727                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3728                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3729                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3730                                         l->nodes);
3731                 }
3732
3733                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3734         }
3735
3736         free_loc_track(&t);
3737         kfree(map);
3738         if (!t.count)
3739                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3740         return len;
3741 }
3742
3743 enum slab_stat_type {
3744         SL_ALL,                 /* All slabs */
3745         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3746         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3747         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3748         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3749 };
3750
3751 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3752 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3753 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3754 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3755 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3756
3757 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3758                             char *buf, unsigned long flags)
3759 {
3760         unsigned long total = 0;
3761         int node;
3762         int x;
3763         unsigned long *nodes;
3764         unsigned long *per_cpu;
3765
3766         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3767         if (!nodes)
3768                 return -ENOMEM;
3769         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3770
3771         if (flags & SO_CPU) {
3772                 int cpu;
3773
3774                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3775                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3776
3777                         if (!c || c->node < 0)
3778                                 continue;
3779
3780                         if (c->page) {
3781                                         if (flags & SO_TOTAL)
3782                                                 x = c->page->objects;
3783                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3784                                         x = c->page->inuse;
3785                                 else
3786                                         x = 1;
3787
3788                                 total += x;
3789                                 nodes[c->node] += x;
3790                         }
3791                         per_cpu[c->node]++;
3792                 }
3793         }
3794
3795         if (flags & SO_ALL) {
3796                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3797                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3798
3799                 if (flags & SO_TOTAL)
3800                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3801                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3802                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3803                                 count_partial(n, count_free);
3804
3805                         else
3806                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3807                         total += x;
3808                         nodes[node] += x;
3809                 }
3810
3811         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3812                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3813                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3814
3815                         if (flags & SO_TOTAL)
3816                                 x = count_partial(n, count_total);
3817                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3818                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3819                         else
3820                                 x = n->nr_partial;
3821                         total += x;
3822                         nodes[node] += x;
3823                 }
3824         }
3825         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3826 #ifdef CONFIG_NUMA
3827         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3828                 if (nodes[node])
3829                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3830                                         node, nodes[node]);
3831 #endif
3832         kfree(nodes);
3833         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3834 }
3835
3836 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3837 {
3838         int node;
3839
3840         for_each_online_node(node) {
3841                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3842
3843                 if (!n)
3844                         continue;
3845
3846                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3847                         return 1;
3848         }
3849         return 0;
3850 }
3851
3852 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3853 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3854
3855 struct slab_attribute {
3856         struct attribute attr;
3857         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3858         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3859 };
3860
3861 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3862         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3863
3864 #define SLAB_ATTR(_name) \
3865         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3866         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3867
3868 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3869 {
3870         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3871 }
3872 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3873
3874 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3875 {
3876         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3877 }
3878 SLAB_ATTR_RO(align);
3879
3880 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3881 {
3882         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3883 }
3884 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3885
3886 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3887 {
3888         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3889 }
3890 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3891
3892 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3893                                 const char *buf, size_t length)
3894 {
3895         unsigned long order;
3896         int err;
3897
3898         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3899         if (err)
3900                 return err;
3901
3902         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3903                 return -EINVAL;
3904
3905         calculate_sizes(s, order);
3906         return length;
3907 }
3908
3909 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3910 {
3911         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3912 }
3913 SLAB_ATTR(order);
3914
3915 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3916 {
3917         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3918 }
3919
3920 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3921                                  size_t length)
3922 {
3923         unsigned long min;
3924         int err;
3925
3926         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3927         if (err)
3928                 return err;
3929
3930         set_min_partial(s, min);
3931         return length;
3932 }
3933 SLAB_ATTR(min_partial);
3934
3935 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3936 {
3937         if (s->ctor) {
3938                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3939
3940                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3941         }
3942         return 0;
3943 }
3944 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3945
3946 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3947 {
3948         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3949 }
3950 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3951
3952 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3953 {
3954         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3955 }
3956 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3957
3958 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3959 {
3960         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3961 }
3962 SLAB_ATTR_RO(partial);
3963
3964 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3965 {
3966         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3967 }
3968 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3969
3970 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3971 {
3972         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3973 }
3974 SLAB_ATTR_RO(objects);
3975
3976 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3977 {
3978         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3979 }
3980 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3981
3982 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3983 {
3984         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3985 }
3986 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3987
3988 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3989 {
3990         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3991 }
3992
3993 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3994                                 const char *buf, size_t length)
3995 {
3996         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3997         if (buf[0] == '1')
3998                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3999         return length;
4000 }
4001 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4002
4003 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4004 {
4005         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4006 }
4007
4008 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4009                                                         size_t length)
4010 {
4011         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4012         if (buf[0] == '1')
4013                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4014         return length;
4015 }
4016 SLAB_ATTR(trace);
4017
4018 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4019 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4020 {
4021         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4022 }
4023
4024 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4025                                                         size_t length)
4026 {
4027         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4028         if (buf[0] == '1')
4029                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4030         return length;
4031 }
4032 SLAB_ATTR(failslab);
4033 #endif
4034
4035 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4036 {
4037         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4038 }
4039
4040 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4041                                 const char *buf, size_t length)
4042 {
4043         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4044         if (buf[0] == '1')
4045                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4046         return length;
4047 }
4048 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4049
4050 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4051 {
4052         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4053 }
4054 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4055
4056 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4057 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4058 {
4059         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4060 }
4061 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4062 #endif
4063
4064 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4065 {
4066         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4067 }
4068 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4069
4070 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4071 {
4072         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4073 }
4074
4075 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4076                                 const char *buf, size_t length)
4077 {
4078         if (any_slab_objects(s))
4079                 return -EBUSY;
4080
4081         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4082         if (buf[0] == '1')
4083                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4084         calculate_sizes(s, -1);
4085         return length;
4086 }
4087 SLAB_ATTR(red_zone);
4088
4089 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4090 {
4091         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4092 }
4093
4094 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4095                                 const char *buf, size_t length)
4096 {
4097         if (any_slab_objects(s))
4098                 return -EBUSY;
4099
4100         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4101         if (buf[0] == '1')
4102                 s->flags |= SLAB_POISON;
4103         calculate_sizes(s, -1);
4104         return length;
4105 }
4106 SLAB_ATTR(poison);
4107
4108 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4109 {
4110         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4111 }
4112
4113 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4114                                 const char *buf, size_t length)
4115 {
4116         if (any_slab_objects(s))
4117                 return -EBUSY;
4118
4119         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4120         if (buf[0] == '1')
4121                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4122         calculate_sizes(s, -1);
4123         return length;
4124 }
4125 SLAB_ATTR(store_user);
4126
4127 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4128 {
4129         return 0;
4130 }
4131
4132 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4133                         const char *buf, size_t length)
4134 {
4135         int ret = -EINVAL;
4136
4137         if (buf[0] == '1') {
4138                 ret = validate_slab_cache(s);
4139                 if (ret >= 0)
4140                         ret = length;
4141         }
4142         return ret;
4143 }
4144 SLAB_ATTR(validate);
4145
4146 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4147 {
4148         return 0;
4149 }
4150
4151 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4152                         const char *buf, size_t length)
4153 {
4154         if (buf[0] == '1') {
4155                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4156
4157                 if (rc)
4158                         return rc;
4159         } else
4160                 return -EINVAL;
4161         return length;
4162 }
4163 SLAB_ATTR(shrink);
4164
4165 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4166 {
4167         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4168                 return -ENOSYS;
4169         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4170 }
4171 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4172
4173 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4174 {
4175         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4176                 return -ENOSYS;
4177         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4178 }
4179 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4180
4181 #ifdef CONFIG_NUMA
4182 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4183 {
4184         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4185 }
4186
4187 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4188                                 const char *buf, size_t length)
4189 {
4190         unsigned long ratio;
4191         int err;
4192
4193         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4194         if (err)
4195                 return err;
4196
4197         if (ratio <= 100)
4198                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4199
4200         return length;
4201 }
4202 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4203 #endif
4204
4205 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4206 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4207 {
4208         unsigned long sum  = 0;
4209         int cpu;
4210         int len;
4211         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4212
4213         if (!data)
4214                 return -ENOMEM;
4215
4216         for_each_online_cpu(cpu) {
4217                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4218
4219                 data[cpu] = x;
4220                 sum += x;
4221         }
4222
4223         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4224
4225 #ifdef CONFIG_SMP
4226         for_each_online_cpu(cpu) {
4227                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4228                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4229         }
4230 #endif
4231         kfree(data);
4232         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4233 }
4234
4235 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4236 {
4237         int cpu;
4238
4239         for_each_online_cpu(cpu)
4240                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4241 }
4242
4243 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4244 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4245 {                                                               \
4246         return show_stat(s, buf, si);                           \
4247 }                                                               \
4248 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4249                                 const char *buf, size_t length) \
4250 {                                                               \
4251         if (buf[0] != '0')                                      \
4252                 return -EINVAL;                                 \
4253         clear_stat(s, si);                                      \
4254         return length;                                          \
4255 }                                                               \
4256 SLAB_ATTR(text);                                                \
4257
4258 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4259 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4260 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4261 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4262 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4263 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4264 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4265 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4266 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4267 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4268 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4269 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4270 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4271 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4272 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4273 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4274 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4275 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4276 #endif
4277
4278 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4279         &slab_size_attr.attr,
4280         &object_size_attr.attr,
4281         &objs_per_slab_attr.attr,
4282         &order_attr.attr,
4283         &min_partial_attr.attr,
4284         &objects_attr.attr,
4285         &objects_partial_attr.attr,
4286         &total_objects_attr.attr,
4287         &slabs_attr.attr,
4288         &partial_attr.attr,
4289         &cpu_slabs_attr.attr,
4290         &ctor_attr.attr,
4291         &aliases_attr.attr,
4292         &align_attr.attr,
4293         &sanity_checks_attr.attr,
4294         &trace_attr.attr,
4295         &hwcache_align_attr.attr,
4296         &reclaim_account_attr.attr,
4297         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4298         &red_zone_attr.attr,
4299         &poison_attr.attr,
4300         &store_user_attr.attr,
4301         &validate_attr.attr,
4302         &shrink_attr.attr,
4303         &alloc_calls_attr.attr,
4304         &free_calls_attr.attr,
4305 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4306         &cache_dma_attr.attr,
4307 #endif
4308 #ifdef CONFIG_NUMA
4309         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4310 #endif
4311 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4312         &alloc_fastpath_attr.attr,
4313         &alloc_slowpath_attr.attr,
4314         &free_fastpath_attr.attr,
4315         &free_slowpath_attr.attr,
4316         &free_frozen_attr.attr,
4317         &free_add_partial_attr.attr,
4318         &free_remove_partial_attr.attr,
4319         &alloc_from_partial_attr.attr,
4320         &alloc_slab_attr.attr,
4321         &alloc_refill_attr.attr,
4322         &free_slab_attr.attr,
4323         &cpuslab_flush_attr.attr,
4324         &deactivate_full_attr.attr,
4325         &deactivate_empty_attr.attr,
4326         &deactivate_to_head_attr.attr,
4327         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4328         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4329         &order_fallback_attr.attr,
4330 #endif
4331 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4332         &failslab_attr.attr,
4333 #endif
4334
4335         NULL
4336 };
4337
4338 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4339         .attrs = slab_attrs,
4340 };
4341
4342 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4343                                 struct attribute *attr,
4344                                 char *buf)
4345 {
4346         struct slab_attribute *attribute;
4347         struct kmem_cache *s;
4348         int err;
4349
4350         attribute = to_slab_attr(attr);
4351         s = to_slab(kobj);
4352
4353         if (!attribute->show)
4354                 return -EIO;
4355
4356         err = attribute->show(s, buf);
4357
4358         return err;
4359 }
4360
4361 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4362                                 struct attribute *attr,
4363                                 const char *buf, size_t len)
4364 {
4365         struct slab_attribute *attribute;
4366         struct kmem_cache *s;
4367         int err;
4368
4369         attribute = to_slab_attr(attr);
4370         s = to_slab(kobj);
4371
4372         if (!attribute->store)
4373                 return -EIO;
4374
4375         err = attribute->store(s, buf, len);
4376
4377         return err;
4378 }
4379
4380 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4381 {
4382         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4383
4384         kfree(s);
4385 }
4386
4387 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4388         .show = slab_attr_show,
4389         .store = slab_attr_store,
4390 };
4391
4392 static struct kobj_type slab_ktype = {
4393         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4394         .release = kmem_cache_release
4395 };
4396
4397 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4398 {
4399         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4400
4401         if (ktype == &slab_ktype)
4402                 return 1;
4403         return 0;
4404 }
4405
4406 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4407         .filter = uevent_filter,
4408 };
4409
4410 static struct kset *slab_kset;
4411
4412 #define ID_STR_LENGTH 64
4413
4414 /* Create a unique string id for a slab cache:
4415  *
4416  * Format       :[flags-]size
4417  */
4418 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4419 {
4420         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4421         char *p = name;
4422
4423         BUG_ON(!name);
4424
4425         *p++ = ':';
4426         /*
4427          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4428          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4429          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4430          * are matched during merging to guarantee that the id is
4431          * unique.
4432          */
4433         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4434                 *p++ = 'd';
4435         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4436                 *p++ = 'a';
4437         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4438                 *p++ = 'F';
4439         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4440                 *p++ = 't';
4441         if (p != name + 1)
4442                 *p++ = '-';
4443         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4444         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4445         return name;
4446 }
4447
4448 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4449 {
4450         int err;
4451         const char *name;
4452         int unmergeable;
4453
4454         if (slab_state < SYSFS)
4455                 /* Defer until later */
4456                 return 0;
4457
4458         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4459         if (unmergeable) {
4460                 /*
4461                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4462                  * This is typically the case for debug situations. In that
4463                  * case we can catch duplicate names easily.
4464                  */
4465                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4466                 name = s->name;
4467         } else {
4468                 /*
4469                  * Create a unique name for the slab as a target
4470                  * for the symlinks.
4471                  */
4472                 name = create_unique_id(s);
4473         }
4474
4475         s->kobj.kset = slab_kset;
4476         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4477         if (err) {
4478                 kobject_put(&s->kobj);
4479                 return err;
4480         }
4481
4482         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4483         if (err) {
4484                 kobject_del(&s->kobj);
4485                 kobject_put(&s->kobj);
4486                 return err;
4487         }
4488         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4489         if (!unmergeable) {
4490                 /* Setup first alias */
4491                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4492                 kfree(name);
4493         }
4494         return 0;
4495 }
4496
4497 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4498 {
4499         if (slab_state < SYSFS)
4500                 /*
4501                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4502                  * cache from sysfs.
4503                  */
4504                 return;
4505
4506         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4507         kobject_del(&s->kobj);
4508         kobject_put(&s->kobj);
4509 }
4510
4511 /*
4512  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4513  * available lest we lose that information.
4514  */
4515 struct saved_alias {
4516         struct kmem_cache *s;
4517         const char *name;
4518         struct saved_alias *next;
4519 };
4520
4521 static struct saved_alias *alias_list;
4522
4523 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4524 {
4525         struct saved_alias *al;
4526
4527         if (slab_state == SYSFS) {
4528                 /*
4529                  * If we have a leftover link then remove it.
4530                  */
4531                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4532                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4533         }
4534
4535         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4536         if (!al)
4537                 return -ENOMEM;
4538
4539         al->s = s;
4540         al->name = name;
4541         al->next = alias_list;
4542         alias_list = al;
4543         return 0;
4544 }
4545
4546 static int __init slab_sysfs_init(void)
4547 {
4548         struct kmem_cache *s;
4549         int err;
4550
4551         down_write(&slub_lock);
4552
4553         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4554         if (!slab_kset) {
4555                 up_write(&slub_lock);
4556                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4557                 return -ENOSYS;
4558         }
4559
4560         slab_state = SYSFS;
4561
4562         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4563                 err = sysfs_slab_add(s);
4564                 if (err)
4565                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4566                                                 " to sysfs\n", s->name);
4567         }
4568
4569         while (alias_list) {
4570                 struct saved_alias *al = alias_list;
4571
4572                 alias_list = alias_list->next;
4573                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4574                 if (err)
4575                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4576                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4577                 kfree(al);
4578         }
4579
4580         up_write(&slub_lock);
4581         resiliency_test();
4582         return 0;
4583 }
4584
4585 __initcall(slab_sysfs_init);
4586 #endif
4587
4588 /*
4589  * The /proc/slabinfo ABI
4590  */
4591 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4592 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4593 {
4594         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4595         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4596                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4597         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4598         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4599         seq_putc(m, '\n');
4600 }
4601
4602 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4603 {
4604         loff_t n = *pos;
4605
4606         down_read(&slub_lock);
4607         if (!n)
4608                 print_slabinfo_header(m);
4609
4610         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4611 }
4612
4613 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4614 {
4615         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4616 }
4617
4618 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4619 {
4620         up_read(&slub_lock);
4621 }
4622
4623 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4624 {
4625         unsigned long nr_partials = 0;
4626         unsigned long nr_slabs = 0;
4627         unsigned long nr_inuse = 0;
4628         unsigned long nr_objs = 0;
4629         unsigned long nr_free = 0;
4630         struct kmem_cache *s;
4631         int node;
4632
4633         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4634
4635         for_each_online_node(node) {
4636                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4637
4638                 if (!n)
4639                         continue;
4640
4641                 nr_partials += n->nr_partial;
4642                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4643                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4644                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4645         }
4646
4647         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4648
4649         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4650                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4651                    (1 << oo_order(s->oo)));
4652         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4653         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4654                    0UL);
4655         seq_putc(m, '\n');
4656         return 0;
4657 }
4658
4659 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4660         .start = s_start,
4661         .next = s_next,
4662         .stop = s_stop,
4663         .show = s_show,
4664 };
4665
4666 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4667 {
4668         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4669 }
4670
4671 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4672         .open           = slabinfo_open,
4673         .read           = seq_read,
4674         .llseek         = seq_lseek,
4675         .release        = seq_release,
4676 };
4677
4678 static int __init slab_proc_init(void)
4679 {
4680         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4681         return 0;
4682 }
4683 module_init(slab_proc_init);
4684 #endif /* CONFIG_SLABINFO */