Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/percpu
[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/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
111 #define SLABDEBUG 1
112 #else
113 #define SLABDEBUG 0
114 #endif
115
116 /*
117  * Issues still to be resolved:
118  *
119  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
120  *
121  * - Variable sizing of the per node arrays
122  */
123
124 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
125 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
126
127 /*
128  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
129  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
130  */
131 #define MIN_PARTIAL 5
132
133 /*
134  * Maximum number of desirable partial slabs.
135  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
136  * sort the partial list by the number of objects in the.
137  */
138 #define MAX_PARTIAL 10
139
140 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
141                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
142
143 /*
144  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
145  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
146  * metadata.
147  */
148 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Set of flags that will prevent slab merging
152  */
153 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
154                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE)
155
156 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
157                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
158
159 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
160 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
161 #endif
162
163 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
165 #endif
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
173 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
174
175 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
176
177 #ifdef CONFIG_SMP
178 static struct notifier_block slab_notifier;
179 #endif
180
181 static enum {
182         DOWN,           /* No slab functionality available */
183         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
184         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
185         SYSFS           /* Sysfs up */
186 } slab_state = DOWN;
187
188 /* A list of all slab caches on the system */
189 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
190 static LIST_HEAD(slab_caches);
191
192 /*
193  * Tracking user of a slab.
194  */
195 struct track {
196         unsigned long addr;     /* Called from address */
197         int cpu;                /* Was running on cpu */
198         int pid;                /* Pid context */
199         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
200 };
201
202 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
203
204 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
205 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
206 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
207 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
208
209 #else
210 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
211 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
212                                                         { return 0; }
213 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
214 {
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         c->stat[si]++;
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238 #ifdef CONFIG_NUMA
239         return s->node[node];
240 #else
241         return &s->local_node;
242 #endif
243 }
244
245 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
246 {
247 #ifdef CONFIG_SMP
248         return s->cpu_slab[cpu];
249 #else
250         return &s->cpu_slab;
251 #endif
252 }
253
254 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
255 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
256                                 struct page *page, const void *object)
257 {
258         void *base;
259
260         if (!object)
261                 return 1;
262
263         base = page_address(page);
264         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
265                 (object - base) % s->size) {
266                 return 0;
267         }
268
269         return 1;
270 }
271
272 /*
273  * Slow version of get and set free pointer.
274  *
275  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
276  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
277  * from the page struct.
278  */
279 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
280 {
281         return *(void **)(object + s->offset);
282 }
283
284 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
285 {
286         *(void **)(object + s->offset) = fp;
287 }
288
289 /* Loop over all objects in a slab */
290 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
291         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
292                         __p += (__s)->size)
293
294 /* Scan freelist */
295 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
296         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
297
298 /* Determine object index from a given position */
299 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
300 {
301         return (p - addr) / s->size;
302 }
303
304 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
305                                                 unsigned long size)
306 {
307         struct kmem_cache_order_objects x = {
308                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
309         };
310
311         return x;
312 }
313
314 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
315 {
316         return x.x >> OO_SHIFT;
317 }
318
319 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
320 {
321         return x.x & OO_MASK;
322 }
323
324 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
325 /*
326  * Debug settings:
327  */
328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
329 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
330 #else
331 static int slub_debug;
332 #endif
333
334 static char *slub_debug_slabs;
335 static int disable_higher_order_debug;
336
337 /*
338  * Object debugging
339  */
340 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
341 {
342         int i, offset;
343         int newline = 1;
344         char ascii[17];
345
346         ascii[16] = 0;
347
348         for (i = 0; i < length; i++) {
349                 if (newline) {
350                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
351                         newline = 0;
352                 }
353                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
354                 offset = i % 16;
355                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
356                 if (offset == 15) {
357                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
358                         newline = 1;
359                 }
360         }
361         if (!newline) {
362                 i %= 16;
363                 while (i < 16) {
364                         printk(KERN_CONT "   ");
365                         ascii[i] = ' ';
366                         i++;
367                 }
368                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
369         }
370 }
371
372 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
373         enum track_item alloc)
374 {
375         struct track *p;
376
377         if (s->offset)
378                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
379         else
380                 p = object + s->inuse;
381
382         return p + alloc;
383 }
384
385 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
386                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
387 {
388         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
389
390         if (addr) {
391                 p->addr = addr;
392                 p->cpu = smp_processor_id();
393                 p->pid = current->pid;
394                 p->when = jiffies;
395         } else
396                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
397 }
398
399 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
400 {
401         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
402                 return;
403
404         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
405         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
406 }
407
408 static void print_track(const char *s, struct track *t)
409 {
410         if (!t->addr)
411                 return;
412
413         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
414                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
415 }
416
417 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
418 {
419         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
420                 return;
421
422         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
423         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
424 }
425
426 static void print_page_info(struct page *page)
427 {
428         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
429                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
430
431 }
432
433 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
434 {
435         va_list args;
436         char buf[100];
437
438         va_start(args, fmt);
439         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
440         va_end(args);
441         printk(KERN_ERR "========================================"
442                         "=====================================\n");
443         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
444         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
445                         "-------------------------------------\n\n");
446 }
447
448 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
449 {
450         va_list args;
451         char buf[100];
452
453         va_start(args, fmt);
454         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
455         va_end(args);
456         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
457 }
458
459 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
460 {
461         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
462         u8 *addr = page_address(page);
463
464         print_tracking(s, p);
465
466         print_page_info(page);
467
468         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
469                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
470
471         if (p > addr + 16)
472                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
473
474         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
475
476         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
477                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
478                         s->inuse - s->objsize);
479
480         if (s->offset)
481                 off = s->offset + sizeof(void *);
482         else
483                 off = s->inuse;
484
485         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
486                 off += 2 * sizeof(struct track);
487
488         if (off != s->size)
489                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
490                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
491
492         dump_stack();
493 }
494
495 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
496                         u8 *object, char *reason)
497 {
498         slab_bug(s, "%s", reason);
499         print_trailer(s, page, object);
500 }
501
502 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
503 {
504         va_list args;
505         char buf[100];
506
507         va_start(args, fmt);
508         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
509         va_end(args);
510         slab_bug(s, "%s", buf);
511         print_page_info(page);
512         dump_stack();
513 }
514
515 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
516 {
517         u8 *p = object;
518
519         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
520                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
521                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
522         }
523
524         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
525                 memset(p + s->objsize,
526                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
527                         s->inuse - s->objsize);
528 }
529
530 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
531 {
532         while (bytes) {
533                 if (*start != (u8)value)
534                         return start;
535                 start++;
536                 bytes--;
537         }
538         return NULL;
539 }
540
541 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
542                                                 void *from, void *to)
543 {
544         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
545         memset(from, data, to - from);
546 }
547
548 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
549                         u8 *object, char *what,
550                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
551 {
552         u8 *fault;
553         u8 *end;
554
555         fault = check_bytes(start, value, bytes);
556         if (!fault)
557                 return 1;
558
559         end = start + bytes;
560         while (end > fault && end[-1] == value)
561                 end--;
562
563         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
564         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
565                                         fault, end - 1, fault[0], value);
566         print_trailer(s, page, object);
567
568         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
569         return 0;
570 }
571
572 /*
573  * Object layout:
574  *
575  * object address
576  *      Bytes of the object to be managed.
577  *      If the freepointer may overlay the object then the free
578  *      pointer is the first word of the object.
579  *
580  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
581  *      0xa5 (POISON_END)
582  *
583  * object + s->objsize
584  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
585  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
586  *      objsize == inuse.
587  *
588  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
589  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
590  *
591  * object + s->inuse
592  *      Meta data starts here.
593  *
594  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
595  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
596  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
597  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
598  *              before the word boundary.
599  *
600  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
601  *
602  * object + s->size
603  *      Nothing is used beyond s->size.
604  *
605  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
606  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
607  * may be used with merged slabcaches.
608  */
609
610 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
611 {
612         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
613
614         if (s->offset)
615                 /* Freepointer is placed after the object. */
616                 off += sizeof(void *);
617
618         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
619                 /* We also have user information there */
620                 off += 2 * sizeof(struct track);
621
622         if (s->size == off)
623                 return 1;
624
625         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
626                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
627 }
628
629 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
630 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
631 {
632         u8 *start;
633         u8 *fault;
634         u8 *end;
635         int length;
636         int remainder;
637
638         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
639                 return 1;
640
641         start = page_address(page);
642         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
643         end = start + length;
644         remainder = length % s->size;
645         if (!remainder)
646                 return 1;
647
648         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
649         if (!fault)
650                 return 1;
651         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
652                 end--;
653
654         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
655         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
656
657         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
658         return 0;
659 }
660
661 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
662                                         void *object, int active)
663 {
664         u8 *p = object;
665         u8 *endobject = object + s->objsize;
666
667         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
668                 unsigned int red =
669                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
670
671                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
672                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
673                         return 0;
674         } else {
675                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
676                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
677                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
678                 }
679         }
680
681         if (s->flags & SLAB_POISON) {
682                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
683                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
684                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
685                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
686                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
687                         return 0;
688                 /*
689                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
690                  */
691                 check_pad_bytes(s, page, p);
692         }
693
694         if (!s->offset && active)
695                 /*
696                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
697                  * freepointer while object is allocated.
698                  */
699                 return 1;
700
701         /* Check free pointer validity */
702         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
703                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
704                 /*
705                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
706                  * of the free objects in this slab. May cause
707                  * another error because the object count is now wrong.
708                  */
709                 set_freepointer(s, p, NULL);
710                 return 0;
711         }
712         return 1;
713 }
714
715 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
716 {
717         int maxobj;
718
719         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
720
721         if (!PageSlab(page)) {
722                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
723                 return 0;
724         }
725
726         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
727         if (page->objects > maxobj) {
728                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
729                         s->name, page->objects, maxobj);
730                 return 0;
731         }
732         if (page->inuse > page->objects) {
733                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
734                         s->name, page->inuse, page->objects);
735                 return 0;
736         }
737         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
738         slab_pad_check(s, page);
739         return 1;
740 }
741
742 /*
743  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
744  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
745  */
746 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
747 {
748         int nr = 0;
749         void *fp = page->freelist;
750         void *object = NULL;
751         unsigned long max_objects;
752
753         while (fp && nr <= page->objects) {
754                 if (fp == search)
755                         return 1;
756                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
757                         if (object) {
758                                 object_err(s, page, object,
759                                         "Freechain corrupt");
760                                 set_freepointer(s, object, NULL);
761                                 break;
762                         } else {
763                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
764                                 page->freelist = NULL;
765                                 page->inuse = page->objects;
766                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
767                                 return 0;
768                         }
769                         break;
770                 }
771                 object = fp;
772                 fp = get_freepointer(s, object);
773                 nr++;
774         }
775
776         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
777         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
778                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
779
780         if (page->objects != max_objects) {
781                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
782                         "should be %d", page->objects, max_objects);
783                 page->objects = max_objects;
784                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
785         }
786         if (page->inuse != page->objects - nr) {
787                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
788                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
789                 page->inuse = page->objects - nr;
790                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
791         }
792         return search == NULL;
793 }
794
795 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
796                                                                 int alloc)
797 {
798         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
799                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
800                         s->name,
801                         alloc ? "alloc" : "free",
802                         object, page->inuse,
803                         page->freelist);
804
805                 if (!alloc)
806                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
807
808                 dump_stack();
809         }
810 }
811
812 /*
813  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
814  */
815 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
816 {
817         spin_lock(&n->list_lock);
818         list_add(&page->lru, &n->full);
819         spin_unlock(&n->list_lock);
820 }
821
822 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
823 {
824         struct kmem_cache_node *n;
825
826         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
827                 return;
828
829         n = get_node(s, page_to_nid(page));
830
831         spin_lock(&n->list_lock);
832         list_del(&page->lru);
833         spin_unlock(&n->list_lock);
834 }
835
836 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
837 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
838 {
839         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
840
841         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
842 }
843
844 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
845 {
846         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
847 }
848
849 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
850 {
851         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
852
853         /*
854          * May be called early in order to allocate a slab for the
855          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
856          * dilemma by deferring the increment of the count during
857          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
858          */
859         if (!NUMA_BUILD || n) {
860                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
861                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
862         }
863 }
864 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
865 {
866         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
867
868         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
869         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
870 }
871
872 /* Object debug checks for alloc/free paths */
873 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
874                                                                 void *object)
875 {
876         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
877                 return;
878
879         init_object(s, object, 0);
880         init_tracking(s, object);
881 }
882
883 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
884                                         void *object, unsigned long addr)
885 {
886         if (!check_slab(s, page))
887                 goto bad;
888
889         if (!on_freelist(s, page, object)) {
890                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
891                 goto bad;
892         }
893
894         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
895                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
896                 goto bad;
897         }
898
899         if (!check_object(s, page, object, 0))
900                 goto bad;
901
902         /* Success perform special debug activities for allocs */
903         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
904                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
905         trace(s, page, object, 1);
906         init_object(s, object, 1);
907         return 1;
908
909 bad:
910         if (PageSlab(page)) {
911                 /*
912                  * If this is a slab page then lets do the best we can
913                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
914                  * as used avoids touching the remaining objects.
915                  */
916                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
917                 page->inuse = page->objects;
918                 page->freelist = NULL;
919         }
920         return 0;
921 }
922
923 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
924                                         void *object, unsigned long addr)
925 {
926         if (!check_slab(s, page))
927                 goto fail;
928
929         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
930                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
931                 goto fail;
932         }
933
934         if (on_freelist(s, page, object)) {
935                 object_err(s, page, object, "Object already free");
936                 goto fail;
937         }
938
939         if (!check_object(s, page, object, 1))
940                 return 0;
941
942         if (unlikely(s != page->slab)) {
943                 if (!PageSlab(page)) {
944                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
945                                 "outside of slab", object);
946                 } else if (!page->slab) {
947                         printk(KERN_ERR
948                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
949                                                 object);
950                         dump_stack();
951                 } else
952                         object_err(s, page, object,
953                                         "page slab pointer corrupt.");
954                 goto fail;
955         }
956
957         /* Special debug activities for freeing objects */
958         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
959                 remove_full(s, page);
960         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
961                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
962         trace(s, page, object, 0);
963         init_object(s, object, 0);
964         return 1;
965
966 fail:
967         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
968         return 0;
969 }
970
971 static int __init setup_slub_debug(char *str)
972 {
973         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
974         if (*str++ != '=' || !*str)
975                 /*
976                  * No options specified. Switch on full debugging.
977                  */
978                 goto out;
979
980         if (*str == ',')
981                 /*
982                  * No options but restriction on slabs. This means full
983                  * debugging for slabs matching a pattern.
984                  */
985                 goto check_slabs;
986
987         if (tolower(*str) == 'o') {
988                 /*
989                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
990                  * would increase as a result.
991                  */
992                 disable_higher_order_debug = 1;
993                 goto out;
994         }
995
996         slub_debug = 0;
997         if (*str == '-')
998                 /*
999                  * Switch off all debugging measures.
1000                  */
1001                 goto out;
1002
1003         /*
1004          * Determine which debug features should be switched on
1005          */
1006         for (; *str && *str != ','; str++) {
1007                 switch (tolower(*str)) {
1008                 case 'f':
1009                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1010                         break;
1011                 case 'z':
1012                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1013                         break;
1014                 case 'p':
1015                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1016                         break;
1017                 case 'u':
1018                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1019                         break;
1020                 case 't':
1021                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1022                         break;
1023                 default:
1024                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1025                                 "unknown. skipped\n", *str);
1026                 }
1027         }
1028
1029 check_slabs:
1030         if (*str == ',')
1031                 slub_debug_slabs = str + 1;
1032 out:
1033         return 1;
1034 }
1035
1036 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1037
1038 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1039         unsigned long flags, const char *name,
1040         void (*ctor)(void *))
1041 {
1042         /*
1043          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1044          */
1045         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1046                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1047                 flags |= slub_debug;
1048
1049         return flags;
1050 }
1051 #else
1052 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1053                         struct page *page, void *object) {}
1054
1055 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1056         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1057
1058 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1059         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1060
1061 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1062                         { return 1; }
1063 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1064                         void *object, int active) { return 1; }
1065 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1066 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1067         unsigned long flags, const char *name,
1068         void (*ctor)(void *))
1069 {
1070         return flags;
1071 }
1072 #define slub_debug 0
1073
1074 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1075                                                         { return 0; }
1076 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1077                                                         { return 0; }
1078 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1079                                                         int objects) {}
1080 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1081                                                         int objects) {}
1082 #endif
1083
1084 /*
1085  * Slab allocation and freeing
1086  */
1087 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1088                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1089 {
1090         int order = oo_order(oo);
1091
1092         flags |= __GFP_NOTRACK;
1093
1094         if (node == -1)
1095                 return alloc_pages(flags, order);
1096         else
1097                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1098 }
1099
1100 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1101 {
1102         struct page *page;
1103         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1104         gfp_t alloc_gfp;
1105
1106         flags |= s->allocflags;
1107
1108         /*
1109          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1110          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1111          */
1112         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1113
1114         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1115         if (unlikely(!page)) {
1116                 oo = s->min;
1117                 /*
1118                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1119                  * Try a lower order alloc if possible
1120                  */
1121                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1122                 if (!page)
1123                         return NULL;
1124
1125                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1126         }
1127
1128         if (kmemcheck_enabled
1129                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1130                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1131
1132                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1133
1134                 /*
1135                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1136                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1137                  */
1138                 if (s->ctor)
1139                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1140                 else
1141                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1142         }
1143
1144         page->objects = oo_objects(oo);
1145         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1146                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1147                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1148                 1 << oo_order(oo));
1149
1150         return page;
1151 }
1152
1153 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1154                                 void *object)
1155 {
1156         setup_object_debug(s, page, object);
1157         if (unlikely(s->ctor))
1158                 s->ctor(object);
1159 }
1160
1161 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1162 {
1163         struct page *page;
1164         void *start;
1165         void *last;
1166         void *p;
1167
1168         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1169
1170         page = allocate_slab(s,
1171                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1172         if (!page)
1173                 goto out;
1174
1175         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1176         page->slab = s;
1177         page->flags |= 1 << PG_slab;
1178         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1179                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1180                 __SetPageSlubDebug(page);
1181
1182         start = page_address(page);
1183
1184         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1185                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1186
1187         last = start;
1188         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1189                 setup_object(s, page, last);
1190                 set_freepointer(s, last, p);
1191                 last = p;
1192         }
1193         setup_object(s, page, last);
1194         set_freepointer(s, last, NULL);
1195
1196         page->freelist = start;
1197         page->inuse = 0;
1198 out:
1199         return page;
1200 }
1201
1202 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1203 {
1204         int order = compound_order(page);
1205         int pages = 1 << order;
1206
1207         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1208                 void *p;
1209
1210                 slab_pad_check(s, page);
1211                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1212                                                 page->objects)
1213                         check_object(s, page, p, 0);
1214                 __ClearPageSlubDebug(page);
1215         }
1216
1217         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1218
1219         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1220                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1221                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1222                 -pages);
1223
1224         __ClearPageSlab(page);
1225         reset_page_mapcount(page);
1226         if (current->reclaim_state)
1227                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1228         __free_pages(page, order);
1229 }
1230
1231 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1232 {
1233         struct page *page;
1234
1235         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1236         __free_slab(page->slab, page);
1237 }
1238
1239 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1240 {
1241         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1242                 /*
1243                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1244                  */
1245                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1246
1247                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1248         } else
1249                 __free_slab(s, page);
1250 }
1251
1252 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1253 {
1254         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1255         free_slab(s, page);
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Per slab locking using the pagelock
1260  */
1261 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1262 {
1263         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1264 }
1265
1266 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1267 {
1268         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1269 }
1270
1271 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1272 {
1273         int rc = 1;
1274
1275         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1276         return rc;
1277 }
1278
1279 /*
1280  * Management of partially allocated slabs
1281  */
1282 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1283                                 struct page *page, int tail)
1284 {
1285         spin_lock(&n->list_lock);
1286         n->nr_partial++;
1287         if (tail)
1288                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1289         else
1290                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1291         spin_unlock(&n->list_lock);
1292 }
1293
1294 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1295 {
1296         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1297
1298         spin_lock(&n->list_lock);
1299         list_del(&page->lru);
1300         n->nr_partial--;
1301         spin_unlock(&n->list_lock);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Lock slab and remove from the partial list.
1306  *
1307  * Must hold list_lock.
1308  */
1309 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1310                                                         struct page *page)
1311 {
1312         if (slab_trylock(page)) {
1313                 list_del(&page->lru);
1314                 n->nr_partial--;
1315                 __SetPageSlubFrozen(page);
1316                 return 1;
1317         }
1318         return 0;
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1323  */
1324 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1325 {
1326         struct page *page;
1327
1328         /*
1329          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1330          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1331          * partial slab and there is none available then get_partials()
1332          * will return NULL.
1333          */
1334         if (!n || !n->nr_partial)
1335                 return NULL;
1336
1337         spin_lock(&n->list_lock);
1338         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1339                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1340                         goto out;
1341         page = NULL;
1342 out:
1343         spin_unlock(&n->list_lock);
1344         return page;
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1349  */
1350 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1351 {
1352 #ifdef CONFIG_NUMA
1353         struct zonelist *zonelist;
1354         struct zoneref *z;
1355         struct zone *zone;
1356         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1357         struct page *page;
1358
1359         /*
1360          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1361          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1362          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1363          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1364          *
1365          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1366          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1367          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1368          * from other nodes and filled up.
1369          *
1370          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1371          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1372          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1373          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1374          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1375          * with available objects.
1376          */
1377         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1378                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1379                 return NULL;
1380
1381         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1382         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1383                 struct kmem_cache_node *n;
1384
1385                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1386
1387                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1388                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1389                         page = get_partial_node(n);
1390                         if (page)
1391                                 return page;
1392                 }
1393         }
1394 #endif
1395         return NULL;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * Get a partial page, lock it and return it.
1400  */
1401 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1402 {
1403         struct page *page;
1404         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1405
1406         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1407         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1408                 return page;
1409
1410         return get_any_partial(s, flags);
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Move a page back to the lists.
1415  *
1416  * Must be called with the slab lock held.
1417  *
1418  * On exit the slab lock will have been dropped.
1419  */
1420 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1421 {
1422         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1423         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1424
1425         __ClearPageSlubFrozen(page);
1426         if (page->inuse) {
1427
1428                 if (page->freelist) {
1429                         add_partial(n, page, tail);
1430                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1431                 } else {
1432                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1433                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1434                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1435                                 add_full(n, page);
1436                 }
1437                 slab_unlock(page);
1438         } else {
1439                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1440                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1441                         /*
1442                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1443                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1444                          * to come after the other slabs with objects in
1445                          * so that the others get filled first. That way the
1446                          * size of the partial list stays small.
1447                          *
1448                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1449                          * the partial list.
1450                          */
1451                         add_partial(n, page, 1);
1452                         slab_unlock(page);
1453                 } else {
1454                         slab_unlock(page);
1455                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1456                         discard_slab(s, page);
1457                 }
1458         }
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Remove the cpu slab
1463  */
1464 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1465 {
1466         struct page *page = c->page;
1467         int tail = 1;
1468
1469         if (page->freelist)
1470                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1471         /*
1472          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1473          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1474          * to occur.
1475          */
1476         while (unlikely(c->freelist)) {
1477                 void **object;
1478
1479                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1480
1481                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1482                 object = c->freelist;
1483                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1484
1485                 /* And put onto the regular freelist */
1486                 object[c->offset] = page->freelist;
1487                 page->freelist = object;
1488                 page->inuse--;
1489         }
1490         c->page = NULL;
1491         unfreeze_slab(s, page, tail);
1492 }
1493
1494 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1495 {
1496         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1497         slab_lock(c->page);
1498         deactivate_slab(s, c);
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Flush cpu slab.
1503  *
1504  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1505  */
1506 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1507 {
1508         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1509
1510         if (likely(c && c->page))
1511                 flush_slab(s, c);
1512 }
1513
1514 static void flush_cpu_slab(void *d)
1515 {
1516         struct kmem_cache *s = d;
1517
1518         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1519 }
1520
1521 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1522 {
1523         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1528  * locality expectations.
1529  */
1530 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1531 {
1532 #ifdef CONFIG_NUMA
1533         if (node != -1 && c->node != node)
1534                 return 0;
1535 #endif
1536         return 1;
1537 }
1538
1539 static int count_free(struct page *page)
1540 {
1541         return page->objects - page->inuse;
1542 }
1543
1544 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1545                                         int (*get_count)(struct page *))
1546 {
1547         unsigned long flags;
1548         unsigned long x = 0;
1549         struct page *page;
1550
1551         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1552         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1553                 x += get_count(page);
1554         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1555         return x;
1556 }
1557
1558 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1559 {
1560 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1561         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1562 #else
1563         return 0;
1564 #endif
1565 }
1566
1567 static noinline void
1568 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1569 {
1570         int node;
1571
1572         printk(KERN_WARNING
1573                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1574                 nid, gfpflags);
1575         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1576                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1577                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1578
1579         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1580                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1581                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1582
1583         for_each_online_node(node) {
1584                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1585                 unsigned long nr_slabs;
1586                 unsigned long nr_objs;
1587                 unsigned long nr_free;
1588
1589                 if (!n)
1590                         continue;
1591
1592                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1593                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1594                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1595
1596                 printk(KERN_WARNING
1597                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1598                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1599         }
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1604  * debugging duties.
1605  *
1606  * Interrupts are disabled.
1607  *
1608  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1609  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1610  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1611  *
1612  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1613  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1614  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1615  *
1616  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1617  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1618  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1619  */
1620 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1621                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1622 {
1623         void **object;
1624         struct page *new;
1625
1626         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1627         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1628
1629         if (!c->page)
1630                 goto new_slab;
1631
1632         slab_lock(c->page);
1633         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1634                 goto another_slab;
1635
1636         stat(c, ALLOC_REFILL);
1637
1638 load_freelist:
1639         object = c->page->freelist;
1640         if (unlikely(!object))
1641                 goto another_slab;
1642         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1643                 goto debug;
1644
1645         c->freelist = object[c->offset];
1646         c->page->inuse = c->page->objects;
1647         c->page->freelist = NULL;
1648         c->node = page_to_nid(c->page);
1649 unlock_out:
1650         slab_unlock(c->page);
1651         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1652         return object;
1653
1654 another_slab:
1655         deactivate_slab(s, c);
1656
1657 new_slab:
1658         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1659         if (new) {
1660                 c->page = new;
1661                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1662                 goto load_freelist;
1663         }
1664
1665         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1666                 local_irq_enable();
1667
1668         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1669
1670         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1671                 local_irq_disable();
1672
1673         if (new) {
1674                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1675                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1676                 if (c->page)
1677                         flush_slab(s, c);
1678                 slab_lock(new);
1679                 __SetPageSlubFrozen(new);
1680                 c->page = new;
1681                 goto load_freelist;
1682         }
1683         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1684                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1685         return NULL;
1686 debug:
1687         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1688                 goto another_slab;
1689
1690         c->page->inuse++;
1691         c->page->freelist = object[c->offset];
1692         c->node = -1;
1693         goto unlock_out;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1698  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1699  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1700  *
1701  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1702  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1703  *
1704  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1705  */
1706 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1707                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1708 {
1709         void **object;
1710         struct kmem_cache_cpu *c;
1711         unsigned long flags;
1712         unsigned int objsize;
1713
1714         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1715
1716         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1717         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1718
1719         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags))
1720                 return NULL;
1721
1722         local_irq_save(flags);
1723         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1724         objsize = c->objsize;
1725         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1726
1727                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1728
1729         else {
1730                 object = c->freelist;
1731                 c->freelist = object[c->offset];
1732                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1733         }
1734         local_irq_restore(flags);
1735
1736         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1737                 memset(object, 0, objsize);
1738
1739         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1740         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1741
1742         return object;
1743 }
1744
1745 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1746 {
1747         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1748
1749         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1750
1751         return ret;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1754
1755 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1756 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1757 {
1758         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1761 #endif
1762
1763 #ifdef CONFIG_NUMA
1764 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1765 {
1766         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1767
1768         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1769                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1770
1771         return ret;
1772 }
1773 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1774 #endif
1775
1776 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
1777 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1778                                     gfp_t gfpflags,
1779                                     int node)
1780 {
1781         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1782 }
1783 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1784 #endif
1785
1786 /*
1787  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1788  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1789  *
1790  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1791  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1792  * handling required then we can return immediately.
1793  */
1794 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1795                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1796 {
1797         void *prior;
1798         void **object = (void *)x;
1799         struct kmem_cache_cpu *c;
1800
1801         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1802         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1803         slab_lock(page);
1804
1805         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1806                 goto debug;
1807
1808 checks_ok:
1809         prior = object[offset] = page->freelist;
1810         page->freelist = object;
1811         page->inuse--;
1812
1813         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1814                 stat(c, FREE_FROZEN);
1815                 goto out_unlock;
1816         }
1817
1818         if (unlikely(!page->inuse))
1819                 goto slab_empty;
1820
1821         /*
1822          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1823          * then add it.
1824          */
1825         if (unlikely(!prior)) {
1826                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1827                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1828         }
1829
1830 out_unlock:
1831         slab_unlock(page);
1832         return;
1833
1834 slab_empty:
1835         if (prior) {
1836                 /*
1837                  * Slab still on the partial list.
1838                  */
1839                 remove_partial(s, page);
1840                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1841         }
1842         slab_unlock(page);
1843         stat(c, FREE_SLAB);
1844         discard_slab(s, page);
1845         return;
1846
1847 debug:
1848         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1849                 goto out_unlock;
1850         goto checks_ok;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1855  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1856  *
1857  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1858  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1859  * the item before.
1860  *
1861  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1862  * with all sorts of special processing.
1863  */
1864 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1865                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1866 {
1867         void **object = (void *)x;
1868         struct kmem_cache_cpu *c;
1869         unsigned long flags;
1870
1871         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1872         local_irq_save(flags);
1873         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1874         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1875         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1876         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1877                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1878         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1879                 object[c->offset] = c->freelist;
1880                 c->freelist = object;
1881                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1882         } else
1883                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1884
1885         local_irq_restore(flags);
1886 }
1887
1888 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1889 {
1890         struct page *page;
1891
1892         page = virt_to_head_page(x);
1893
1894         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1895
1896         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1897 }
1898 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1899
1900 /* Figure out on which slab page the object resides */
1901 static struct page *get_object_page(const void *x)
1902 {
1903         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1904
1905         if (!PageSlab(page))
1906                 return NULL;
1907
1908         return page;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1913  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1914  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1915  * another.
1916  *
1917  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1918  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1919  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1920  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1921  * locking overhead.
1922  */
1923
1924 /*
1925  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1926  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1927  * and increases the number of allocations possible without having to
1928  * take the list_lock.
1929  */
1930 static int slub_min_order;
1931 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1932 static int slub_min_objects;
1933
1934 /*
1935  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1936  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1937  */
1938 static int slub_nomerge;
1939
1940 /*
1941  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1942  *
1943  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1944  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1945  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1946  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1947  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1948  * would be wasted.
1949  *
1950  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1951  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1952  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1953  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1954  *
1955  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1956  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1957  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1958  * of space in favor of a small page order.
1959  *
1960  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1961  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1962  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1963  * the smallest order which will fit the object.
1964  */
1965 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1966                                 int max_order, int fract_leftover)
1967 {
1968         int order;
1969         int rem;
1970         int min_order = slub_min_order;
1971
1972         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1973                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1974
1975         for (order = max(min_order,
1976                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1977                         order <= max_order; order++) {
1978
1979                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1980
1981                 if (slab_size < min_objects * size)
1982                         continue;
1983
1984                 rem = slab_size % size;
1985
1986                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1987                         break;
1988
1989         }
1990
1991         return order;
1992 }
1993
1994 static inline int calculate_order(int size)
1995 {
1996         int order;
1997         int min_objects;
1998         int fraction;
1999         int max_objects;
2000
2001         /*
2002          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2003          * works by first attempting to generate a layout with
2004          * the best configuration and backing off gradually.
2005          *
2006          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2007          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2008          */
2009         min_objects = slub_min_objects;
2010         if (!min_objects)
2011                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2012         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2013         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2014
2015         while (min_objects > 1) {
2016                 fraction = 16;
2017                 while (fraction >= 4) {
2018                         order = slab_order(size, min_objects,
2019                                                 slub_max_order, fraction);
2020                         if (order <= slub_max_order)
2021                                 return order;
2022                         fraction /= 2;
2023                 }
2024                 min_objects--;
2025         }
2026
2027         /*
2028          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2029          * lets see if we can place a single object there.
2030          */
2031         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2032         if (order <= slub_max_order)
2033                 return order;
2034
2035         /*
2036          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2037          */
2038         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2039         if (order < MAX_ORDER)
2040                 return order;
2041         return -ENOSYS;
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2046  */
2047 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2048                 unsigned long align, unsigned long size)
2049 {
2050         /*
2051          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2052          * suggestion if the object is sufficiently large.
2053          *
2054          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2055          * alignment though. If that is greater then use it.
2056          */
2057         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2058                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2059                 while (size <= ralign / 2)
2060                         ralign /= 2;
2061                 align = max(align, ralign);
2062         }
2063
2064         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2065                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2066
2067         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2068 }
2069
2070 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2071                         struct kmem_cache_cpu *c)
2072 {
2073         c->page = NULL;
2074         c->freelist = NULL;
2075         c->node = 0;
2076         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2077         c->objsize = s->objsize;
2078 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2079         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2080 #endif
2081 }
2082
2083 static void
2084 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2085 {
2086         n->nr_partial = 0;
2087         spin_lock_init(&n->list_lock);
2088         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2089 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2090         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2091         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2092         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2093 #endif
2094 }
2095
2096 #ifdef CONFIG_SMP
2097 /*
2098  * Per cpu array for per cpu structures.
2099  *
2100  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2101  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2102  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2103  * beneficial for the kmalloc caches.
2104  *
2105  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2106  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2107  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2108  *
2109  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2110  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2111  */
2112 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2113
2114 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu [NR_KMEM_CACHE_CPU],
2115                       kmem_cache_cpu);
2116
2117 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2118 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2119
2120 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2121                                                         int cpu, gfp_t flags)
2122 {
2123         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2124
2125         if (c)
2126                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2127                                 (void *)c->freelist;
2128         else {
2129                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2130                 c = kmalloc_node(
2131                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2132                         flags, cpu_to_node(cpu));
2133                 if (!c)
2134                         return NULL;
2135         }
2136
2137         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2138         return c;
2139 }
2140
2141 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2142 {
2143         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2144                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2145                 kfree(c);
2146                 return;
2147         }
2148         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2149         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2150 }
2151
2152 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2153 {
2154         int cpu;
2155
2156         for_each_online_cpu(cpu) {
2157                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2158
2159                 if (c) {
2160                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2161                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2162                 }
2163         }
2164 }
2165
2166 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2167 {
2168         int cpu;
2169
2170         for_each_online_cpu(cpu) {
2171                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2172
2173                 if (c)
2174                         continue;
2175
2176                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2177                 if (!c) {
2178                         free_kmem_cache_cpus(s);
2179                         return 0;
2180                 }
2181                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2182         }
2183         return 1;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * Initialize the per cpu array.
2188  */
2189 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2190 {
2191         int i;
2192
2193         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2194                 return;
2195
2196         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2197                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2198
2199         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2200 }
2201
2202 static void __init init_alloc_cpu(void)
2203 {
2204         int cpu;
2205
2206         for_each_online_cpu(cpu)
2207                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2208   }
2209
2210 #else
2211 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2212 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2213
2214 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2215 {
2216         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2217         return 1;
2218 }
2219 #endif
2220
2221 #ifdef CONFIG_NUMA
2222 /*
2223  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2224  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2225  * possible.
2226  *
2227  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2228  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2229  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2230  */
2231 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2232 {
2233         struct page *page;
2234         struct kmem_cache_node *n;
2235         unsigned long flags;
2236
2237         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2238
2239         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2240
2241         BUG_ON(!page);
2242         if (page_to_nid(page) != node) {
2243                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2244                                 "node %d\n", node);
2245                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2246                                 "in order to be able to continue\n");
2247         }
2248
2249         n = page->freelist;
2250         BUG_ON(!n);
2251         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2252         page->inuse++;
2253         kmalloc_caches->node[node] = n;
2254 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2255         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2256         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2257 #endif
2258         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2259         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2260
2261         /*
2262          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2263          * so even though there cannot be a race this early in
2264          * the boot sequence, we still disable irqs.
2265          */
2266         local_irq_save(flags);
2267         add_partial(n, page, 0);
2268         local_irq_restore(flags);
2269 }
2270
2271 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2272 {
2273         int node;
2274
2275         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2276                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2277                 if (n && n != &s->local_node)
2278                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2279                 s->node[node] = NULL;
2280         }
2281 }
2282
2283 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2284 {
2285         int node;
2286         int local_node;
2287
2288         if (slab_state >= UP)
2289                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2290         else
2291                 local_node = 0;
2292
2293         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2294                 struct kmem_cache_node *n;
2295
2296                 if (local_node == node)
2297                         n = &s->local_node;
2298                 else {
2299                         if (slab_state == DOWN) {
2300                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2301                                 continue;
2302                         }
2303                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2304                                                         gfpflags, node);
2305
2306                         if (!n) {
2307                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2308                                 return 0;
2309                         }
2310
2311                 }
2312                 s->node[node] = n;
2313                 init_kmem_cache_node(n, s);
2314         }
2315         return 1;
2316 }
2317 #else
2318 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2319 {
2320 }
2321
2322 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2323 {
2324         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2325         return 1;
2326 }
2327 #endif
2328
2329 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2330 {
2331         if (min < MIN_PARTIAL)
2332                 min = MIN_PARTIAL;
2333         else if (min > MAX_PARTIAL)
2334                 min = MAX_PARTIAL;
2335         s->min_partial = min;
2336 }
2337
2338 /*
2339  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2340  * a slab object.
2341  */
2342 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2343 {
2344         unsigned long flags = s->flags;
2345         unsigned long size = s->objsize;
2346         unsigned long align = s->align;
2347         int order;
2348
2349         /*
2350          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2351          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2352          * the possible location of the free pointer.
2353          */
2354         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2355
2356 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2357         /*
2358          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2359          * the slab may touch the object after free or before allocation
2360          * then we should never poison the object itself.
2361          */
2362         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2363                         !s->ctor)
2364                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2365         else
2366                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2367
2368
2369         /*
2370          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2371          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2372          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2373          */
2374         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2375                 size += sizeof(void *);
2376 #endif
2377
2378         /*
2379          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2380          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2381          */
2382         s->inuse = size;
2383
2384         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2385                 s->ctor)) {
2386                 /*
2387                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2388                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2389                  * kmem_cache_free.
2390                  *
2391                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2392                  * destructor or are poisoning the objects.
2393                  */
2394                 s->offset = size;
2395                 size += sizeof(void *);
2396         }
2397
2398 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2399         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2400                 /*
2401                  * Need to store information about allocs and frees after
2402                  * the object.
2403                  */
2404                 size += 2 * sizeof(struct track);
2405
2406         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2407                 /*
2408                  * Add some empty padding so that we can catch
2409                  * overwrites from earlier objects rather than let
2410                  * tracking information or the free pointer be
2411                  * corrupted if a user writes before the start
2412                  * of the object.
2413                  */
2414                 size += sizeof(void *);
2415 #endif
2416
2417         /*
2418          * Determine the alignment based on various parameters that the
2419          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2420          * on bootup.
2421          */
2422         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2423         s->align = align;
2424
2425         /*
2426          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2427          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2428          * each object to conform to the alignment.
2429          */
2430         size = ALIGN(size, align);
2431         s->size = size;
2432         if (forced_order >= 0)
2433                 order = forced_order;
2434         else
2435                 order = calculate_order(size);
2436
2437         if (order < 0)
2438                 return 0;
2439
2440         s->allocflags = 0;
2441         if (order)
2442                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2443
2444         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2445                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2446
2447         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2448                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2449
2450         /*
2451          * Determine the number of objects per slab
2452          */
2453         s->oo = oo_make(order, size);
2454         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2455         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2456                 s->max = s->oo;
2457
2458         return !!oo_objects(s->oo);
2459
2460 }
2461
2462 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2463                 const char *name, size_t size,
2464                 size_t align, unsigned long flags,
2465                 void (*ctor)(void *))
2466 {
2467         memset(s, 0, kmem_size);
2468         s->name = name;
2469         s->ctor = ctor;
2470         s->objsize = size;
2471         s->align = align;
2472         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2473
2474         if (!calculate_sizes(s, -1))
2475                 goto error;
2476         if (disable_higher_order_debug) {
2477                 /*
2478                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2479                  * order increased.
2480                  */
2481                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2482                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2483                         s->offset = 0;
2484                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2485                                 goto error;
2486                 }
2487         }
2488
2489         /*
2490          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2491          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2492          */
2493         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2494         s->refcount = 1;
2495 #ifdef CONFIG_NUMA
2496         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2497 #endif
2498         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2499                 goto error;
2500
2501         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2502                 return 1;
2503         free_kmem_cache_nodes(s);
2504 error:
2505         if (flags & SLAB_PANIC)
2506                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2507                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2508                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2509                         s->offset, flags);
2510         return 0;
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Check if a given pointer is valid
2515  */
2516 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2517 {
2518         struct page *page;
2519
2520         page = get_object_page(object);
2521
2522         if (!page || s != page->slab)
2523                 /* No slab or wrong slab */
2524                 return 0;
2525
2526         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2527                 return 0;
2528
2529         /*
2530          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2531          * But this would be too expensive and it seems that the main
2532          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2533          * to a certain slab.
2534          */
2535         return 1;
2536 }
2537 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2538
2539 /*
2540  * Determine the size of a slab object
2541  */
2542 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2543 {
2544         return s->objsize;
2545 }
2546 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2547
2548 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2549 {
2550         return s->name;
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2553
2554 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2555                                                         const char *text)
2556 {
2557 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2558         void *addr = page_address(page);
2559         void *p;
2560         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2561
2562         bitmap_zero(map, page->objects);
2563         slab_err(s, page, "%s", text);
2564         slab_lock(page);
2565         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2566                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2567
2568         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2569
2570                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2571                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2572                                                         p, p - addr);
2573                         print_tracking(s, p);
2574                 }
2575         }
2576         slab_unlock(page);
2577 #endif
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2582  */
2583 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2584 {
2585         unsigned long flags;
2586         struct page *page, *h;
2587
2588         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2589         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2590                 if (!page->inuse) {
2591                         list_del(&page->lru);
2592                         discard_slab(s, page);
2593                         n->nr_partial--;
2594                 } else {
2595                         list_slab_objects(s, page,
2596                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2597                 }
2598         }
2599         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Release all resources used by a slab cache.
2604  */
2605 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2606 {
2607         int node;
2608
2609         flush_all(s);
2610
2611         /* Attempt to free all objects */
2612         free_kmem_cache_cpus(s);
2613         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2614                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2615
2616                 free_partial(s, n);
2617                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2618                         return 1;
2619         }
2620         free_kmem_cache_nodes(s);
2621         return 0;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2626  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2627  */
2628 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2629 {
2630         down_write(&slub_lock);
2631         s->refcount--;
2632         if (!s->refcount) {
2633                 list_del(&s->list);
2634                 up_write(&slub_lock);
2635                 if (kmem_cache_close(s)) {
2636                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2637                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2638                         dump_stack();
2639                 }
2640                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2641                         rcu_barrier();
2642                 sysfs_slab_remove(s);
2643         } else
2644                 up_write(&slub_lock);
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2647
2648 /********************************************************************
2649  *              Kmalloc subsystem
2650  *******************************************************************/
2651
2652 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2653 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2654
2655 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2656 {
2657         get_option(&str, &slub_min_order);
2658
2659         return 1;
2660 }
2661
2662 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2663
2664 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2665 {
2666         get_option(&str, &slub_max_order);
2667         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2668
2669         return 1;
2670 }
2671
2672 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2673
2674 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2675 {
2676         get_option(&str, &slub_min_objects);
2677
2678         return 1;
2679 }
2680
2681 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2682
2683 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2684 {
2685         slub_nomerge = 1;
2686         return 1;
2687 }
2688
2689 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2690
2691 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2692                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2693 {
2694         unsigned int flags = 0;
2695
2696         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2697                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2698
2699         /*
2700          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2701          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2702          */
2703         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2704                                                                 flags, NULL))
2705                 goto panic;
2706
2707         list_add(&s->list, &slab_caches);
2708
2709         if (sysfs_slab_add(s))
2710                 goto panic;
2711         return s;
2712
2713 panic:
2714         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2715 }
2716
2717 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2718 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2719
2720 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2721 {
2722         struct kmem_cache *s;
2723
2724         down_write(&slub_lock);
2725         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2726                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2727                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2728                         sysfs_slab_add(s);
2729                 }
2730         }
2731         up_write(&slub_lock);
2732 }
2733
2734 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2735
2736 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2737 {
2738         struct kmem_cache *s;
2739         char *text;
2740         size_t realsize;
2741         unsigned long slabflags;
2742
2743         s = kmalloc_caches_dma[index];
2744         if (s)
2745                 return s;
2746
2747         /* Dynamically create dma cache */
2748         if (flags & __GFP_WAIT)
2749                 down_write(&slub_lock);
2750         else {
2751                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2752                         goto out;
2753         }
2754
2755         if (kmalloc_caches_dma[index])
2756                 goto unlock_out;
2757
2758         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2759         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2760                          (unsigned int)realsize);
2761         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2762
2763         /*
2764          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2765          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2766          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2767          * adding all existing slabs to sysfs.
2768          */
2769         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2770         if (slab_state >= SYSFS)
2771                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2772
2773         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2774                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2775                 kfree(s);
2776                 kfree(text);
2777                 goto unlock_out;
2778         }
2779
2780         list_add(&s->list, &slab_caches);
2781         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2782
2783         if (slab_state >= SYSFS)
2784                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2785
2786 unlock_out:
2787         up_write(&slub_lock);
2788 out:
2789         return kmalloc_caches_dma[index];
2790 }
2791 #endif
2792
2793 /*
2794  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2795  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2796  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2797  * fls.
2798  */
2799 static s8 size_index[24] = {
2800         3,      /* 8 */
2801         4,      /* 16 */
2802         5,      /* 24 */
2803         5,      /* 32 */
2804         6,      /* 40 */
2805         6,      /* 48 */
2806         6,      /* 56 */
2807         6,      /* 64 */
2808         1,      /* 72 */
2809         1,      /* 80 */
2810         1,      /* 88 */
2811         1,      /* 96 */
2812         7,      /* 104 */
2813         7,      /* 112 */
2814         7,      /* 120 */
2815         7,      /* 128 */
2816         2,      /* 136 */
2817         2,      /* 144 */
2818         2,      /* 152 */
2819         2,      /* 160 */
2820         2,      /* 168 */
2821         2,      /* 176 */
2822         2,      /* 184 */
2823         2       /* 192 */
2824 };
2825
2826 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2827 {
2828         return (bytes - 1) / 8;
2829 }
2830
2831 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2832 {
2833         int index;
2834
2835         if (size <= 192) {
2836                 if (!size)
2837                         return ZERO_SIZE_PTR;
2838
2839                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2840         } else
2841                 index = fls(size - 1);
2842
2843 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2844         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2845                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2846
2847 #endif
2848         return &kmalloc_caches[index];
2849 }
2850
2851 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2852 {
2853         struct kmem_cache *s;
2854         void *ret;
2855
2856         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2857                 return kmalloc_large(size, flags);
2858
2859         s = get_slab(size, flags);
2860
2861         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2862                 return s;
2863
2864         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2865
2866         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2867
2868         return ret;
2869 }
2870 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2871
2872 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2873 {
2874         struct page *page;
2875         void *ptr = NULL;
2876
2877         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2878         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2879         if (page)
2880                 ptr = page_address(page);
2881
2882         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2883         return ptr;
2884 }
2885
2886 #ifdef CONFIG_NUMA
2887 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2888 {
2889         struct kmem_cache *s;
2890         void *ret;
2891
2892         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2893                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2894
2895                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2896                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2897                                    flags, node);
2898
2899                 return ret;
2900         }
2901
2902         s = get_slab(size, flags);
2903
2904         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2905                 return s;
2906
2907         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2908
2909         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2910
2911         return ret;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2914 #endif
2915
2916 size_t ksize(const void *object)
2917 {
2918         struct page *page;
2919         struct kmem_cache *s;
2920
2921         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2922                 return 0;
2923
2924         page = virt_to_head_page(object);
2925
2926         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2927                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2928                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2929         }
2930         s = page->slab;
2931
2932 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2933         /*
2934          * Debugging requires use of the padding between object
2935          * and whatever may come after it.
2936          */
2937         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2938                 return s->objsize;
2939
2940 #endif
2941         /*
2942          * If we have the need to store the freelist pointer
2943          * back there or track user information then we can
2944          * only use the space before that information.
2945          */
2946         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2947                 return s->inuse;
2948         /*
2949          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2950          */
2951         return s->size;
2952 }
2953 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2954
2955 void kfree(const void *x)
2956 {
2957         struct page *page;
2958         void *object = (void *)x;
2959
2960         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2961
2962         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2963                 return;
2964
2965         page = virt_to_head_page(x);
2966         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2967                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2968                 kmemleak_free(x);
2969                 put_page(page);
2970                 return;
2971         }
2972         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2975
2976 /*
2977  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2978  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2979  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2980  * and thus they can be removed from the partial lists.
2981  *
2982  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2983  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2984  * are freed in them.
2985  */
2986 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2987 {
2988         int node;
2989         int i;
2990         struct kmem_cache_node *n;
2991         struct page *page;
2992         struct page *t;
2993         int objects = oo_objects(s->max);
2994         struct list_head *slabs_by_inuse =
2995                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2996         unsigned long flags;
2997
2998         if (!slabs_by_inuse)
2999                 return -ENOMEM;
3000
3001         flush_all(s);
3002         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3003                 n = get_node(s, node);
3004
3005                 if (!n->nr_partial)
3006                         continue;
3007
3008                 for (i = 0; i < objects; i++)
3009                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3010
3011                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3012
3013                 /*
3014                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3015                  *
3016                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3017                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3018                  */
3019                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3020                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3021                                 /*
3022                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3023                                  * may have freed the last object and be
3024                                  * waiting to release the slab.
3025                                  */
3026                                 list_del(&page->lru);
3027                                 n->nr_partial--;
3028                                 slab_unlock(page);
3029                                 discard_slab(s, page);
3030                         } else {
3031                                 list_move(&page->lru,
3032                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3033                         }
3034                 }
3035
3036                 /*
3037                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3038                  * first and the least used slabs at the end.
3039                  */
3040                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3041                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3042
3043                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3044         }
3045
3046         kfree(slabs_by_inuse);
3047         return 0;
3048 }
3049 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3050
3051 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3052 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3053 {
3054         struct kmem_cache *s;
3055
3056         down_read(&slub_lock);
3057         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3058                 kmem_cache_shrink(s);
3059         up_read(&slub_lock);
3060
3061         return 0;
3062 }
3063
3064 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3065 {
3066         struct kmem_cache_node *n;
3067         struct kmem_cache *s;
3068         struct memory_notify *marg = arg;
3069         int offline_node;
3070
3071         offline_node = marg->status_change_nid;
3072
3073         /*
3074          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3075          * for it yet.
3076          */
3077         if (offline_node < 0)
3078                 return;
3079
3080         down_read(&slub_lock);
3081         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3082                 n = get_node(s, offline_node);
3083                 if (n) {
3084                         /*
3085                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3086                          * that is going down. We were unable to free them,
3087                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3088                          * callback. So, we must fail.
3089                          */
3090                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3091
3092                         s->node[offline_node] = NULL;
3093                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3094                 }
3095         }
3096         up_read(&slub_lock);
3097 }
3098
3099 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3100 {
3101         struct kmem_cache_node *n;
3102         struct kmem_cache *s;
3103         struct memory_notify *marg = arg;
3104         int nid = marg->status_change_nid;
3105         int ret = 0;
3106
3107         /*
3108          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3109          * already created. Nothing to do.
3110          */
3111         if (nid < 0)
3112                 return 0;
3113
3114         /*
3115          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3116          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3117          * online.
3118          */
3119         down_read(&slub_lock);
3120         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3121                 /*
3122                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3123                  *      since memory is not yet available from the node that
3124                  *      is brought up.
3125                  */
3126                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3127                 if (!n) {
3128                         ret = -ENOMEM;
3129                         goto out;
3130                 }
3131                 init_kmem_cache_node(n, s);
3132                 s->node[nid] = n;
3133         }
3134 out:
3135         up_read(&slub_lock);
3136         return ret;
3137 }
3138
3139 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3140                                 unsigned long action, void *arg)
3141 {
3142         int ret = 0;
3143
3144         switch (action) {
3145         case MEM_GOING_ONLINE:
3146                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3147                 break;
3148         case MEM_GOING_OFFLINE:
3149                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3150                 break;
3151         case MEM_OFFLINE:
3152         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3153                 slab_mem_offline_callback(arg);
3154                 break;
3155         case MEM_ONLINE:
3156         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3157                 break;
3158         }
3159         if (ret)
3160                 ret = notifier_from_errno(ret);
3161         else
3162                 ret = NOTIFY_OK;
3163         return ret;
3164 }
3165
3166 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3167
3168 /********************************************************************
3169  *                      Basic setup of slabs
3170  *******************************************************************/
3171
3172 void __init kmem_cache_init(void)
3173 {
3174         int i;
3175         int caches = 0;
3176
3177         init_alloc_cpu();
3178
3179 #ifdef CONFIG_NUMA
3180         /*
3181          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3182          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3183          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3184          */
3185         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3186                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3187         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3188         caches++;
3189
3190         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3191 #endif
3192
3193         /* Able to allocate the per node structures */
3194         slab_state = PARTIAL;
3195
3196         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3197         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3198                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3199                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3200                 caches++;
3201         }
3202         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3203                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3204                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3205                 caches++;
3206         }
3207
3208         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3209                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3210                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3211                 caches++;
3212         }
3213
3214
3215         /*
3216          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3217          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3218          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3219          *
3220          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3221          * handle the index determination for the smaller caches.
3222          *
3223          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3224          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3225          */
3226         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3227                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3228
3229         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3230                 int elem = size_index_elem(i);
3231                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3232                         break;
3233                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3234         }
3235
3236         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3237                 /*
3238                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3239                  * is 64 byte.
3240                  */
3241                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3242                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3243         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3244                 /*
3245                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3246                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3247                  * instead.
3248                  */
3249                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3250                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3251         }
3252
3253         slab_state = UP;
3254
3255         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3256         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3257                 kmalloc_caches[i]. name =
3258                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3259
3260 #ifdef CONFIG_SMP
3261         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3262         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3263                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3264 #else
3265         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3266 #endif
3267
3268         printk(KERN_INFO
3269                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3270                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3271                 caches, cache_line_size(),
3272                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3273                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3274 }
3275
3276 void __init kmem_cache_init_late(void)
3277 {
3278 }
3279
3280 /*
3281  * Find a mergeable slab cache
3282  */
3283 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3284 {
3285         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3286                 return 1;
3287
3288         if (s->ctor)
3289                 return 1;
3290
3291         /*
3292          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3293          */
3294         if (s->refcount < 0)
3295                 return 1;
3296
3297         return 0;
3298 }
3299
3300 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3301                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3302                 void (*ctor)(void *))
3303 {
3304         struct kmem_cache *s;
3305
3306         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3307                 return NULL;
3308
3309         if (ctor)
3310                 return NULL;
3311
3312         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3313         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3314         size = ALIGN(size, align);
3315         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3316
3317         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3318                 if (slab_unmergeable(s))
3319                         continue;
3320
3321                 if (size > s->size)
3322                         continue;
3323
3324                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3325                                 continue;
3326                 /*
3327                  * Check if alignment is compatible.
3328                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3329                  */
3330                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3331                         continue;
3332
3333                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3334                         continue;
3335
3336                 return s;
3337         }
3338         return NULL;
3339 }
3340
3341 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3342                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3343 {
3344         struct kmem_cache *s;
3345
3346         down_write(&slub_lock);
3347         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3348         if (s) {
3349                 int cpu;
3350
3351                 s->refcount++;
3352                 /*
3353                  * Adjust the object sizes so that we clear
3354                  * the complete object on kzalloc.
3355                  */
3356                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3357
3358                 /*
3359                  * And then we need to update the object size in the
3360                  * per cpu structures
3361                  */
3362                 for_each_online_cpu(cpu)
3363                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3364
3365                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3366                 up_write(&slub_lock);
3367
3368                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3369                         down_write(&slub_lock);
3370                         s->refcount--;
3371                         up_write(&slub_lock);
3372                         goto err;
3373                 }
3374                 return s;
3375         }
3376
3377         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3378         if (s) {
3379                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3380                                 size, align, flags, ctor)) {
3381                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3382                         up_write(&slub_lock);
3383                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3384                                 down_write(&slub_lock);
3385                                 list_del(&s->list);
3386                                 up_write(&slub_lock);
3387                                 kfree(s);
3388                                 goto err;
3389                         }
3390                         return s;
3391                 }
3392                 kfree(s);
3393         }
3394         up_write(&slub_lock);
3395
3396 err:
3397         if (flags & SLAB_PANIC)
3398                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3399         else
3400                 s = NULL;
3401         return s;
3402 }
3403 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3404
3405 #ifdef CONFIG_SMP
3406 /*
3407  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3408  * necessary.
3409  */
3410 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3411                 unsigned long action, void *hcpu)
3412 {
3413         long cpu = (long)hcpu;
3414         struct kmem_cache *s;
3415         unsigned long flags;
3416
3417         switch (action) {
3418         case CPU_UP_PREPARE:
3419         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3420                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3421                 down_read(&slub_lock);
3422                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3423                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3424                                                         GFP_KERNEL);
3425                 up_read(&slub_lock);
3426                 break;
3427
3428         case CPU_UP_CANCELED:
3429         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3430         case CPU_DEAD:
3431         case CPU_DEAD_FROZEN:
3432                 down_read(&slub_lock);
3433                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3434                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3435
3436                         local_irq_save(flags);
3437                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3438                         local_irq_restore(flags);
3439                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3440                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3441                 }
3442                 up_read(&slub_lock);
3443                 break;
3444         default:
3445                 break;
3446         }
3447         return NOTIFY_OK;
3448 }
3449
3450 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3451         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3452 };
3453
3454 #endif
3455
3456 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3457 {
3458         struct kmem_cache *s;
3459         void *ret;
3460
3461         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3462                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3463
3464         s = get_slab(size, gfpflags);
3465
3466         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3467                 return s;
3468
3469         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3470
3471         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3472         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3473
3474         return ret;
3475 }
3476
3477 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3478                                         int node, unsigned long caller)
3479 {
3480         struct kmem_cache *s;
3481         void *ret;
3482
3483         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3484                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3485
3486         s = get_slab(size, gfpflags);
3487
3488         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3489                 return s;
3490
3491         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3492
3493         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3494         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3495
3496         return ret;
3497 }
3498
3499 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3500 static int count_inuse(struct page *page)
3501 {
3502         return page->inuse;
3503 }
3504
3505 static int count_total(struct page *page)
3506 {
3507         return page->objects;
3508 }
3509
3510 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3511                                                 unsigned long *map)
3512 {
3513         void *p;
3514         void *addr = page_address(page);
3515
3516         if (!check_slab(s, page) ||
3517                         !on_freelist(s, page, NULL))
3518                 return 0;
3519
3520         /* Now we know that a valid freelist exists */
3521         bitmap_zero(map, page->objects);
3522
3523         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3524                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3525                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3526                         return 0;
3527         }
3528
3529         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3530                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3531                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3532                                 return 0;
3533         return 1;
3534 }
3535
3536 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3537                                                 unsigned long *map)
3538 {
3539         if (slab_trylock(page)) {
3540                 validate_slab(s, page, map);
3541                 slab_unlock(page);
3542         } else
3543                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3544                         s->name, page);
3545
3546         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3547                 if (!PageSlubDebug(page))
3548                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3549                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3550         } else {
3551                 if (PageSlubDebug(page))
3552                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3553                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3554         }
3555 }
3556
3557 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3558                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3559 {
3560         unsigned long count = 0;
3561         struct page *page;
3562         unsigned long flags;
3563
3564         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3565
3566         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3567                 validate_slab_slab(s, page, map);
3568                 count++;
3569         }
3570         if (count != n->nr_partial)
3571                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3572                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3573
3574         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3575                 goto out;
3576
3577         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3578                 validate_slab_slab(s, page, map);
3579                 count++;
3580         }
3581         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3582                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3583                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3584                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3585
3586 out:
3587         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3588         return count;
3589 }
3590
3591 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3592 {
3593         int node;
3594         unsigned long count = 0;
3595         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3596                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3597
3598         if (!map)
3599                 return -ENOMEM;
3600
3601         flush_all(s);
3602         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3603                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3604
3605                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3606         }
3607         kfree(map);
3608         return count;
3609 }
3610
3611 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3612 static void resiliency_test(void)
3613 {
3614         u8 *p;
3615
3616         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3617         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3618         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3619
3620         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3621         p[16] = 0x12;
3622         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3623                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3624
3625         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3626
3627         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3628         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3629         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3630         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3631                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3632         printk(KERN_ERR
3633                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3634
3635         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3636         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3637         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3638         *p = 0x56;
3639         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3640                                                                         p);
3641         printk(KERN_ERR
3642                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3643         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3644
3645         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3646         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3647         kfree(p);
3648         *p = 0x78;
3649         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3650         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3651
3652         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3653         kfree(p);
3654         p[50] = 0x9a;
3655         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3656                         p);
3657         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3658
3659         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3660         kfree(p);
3661         p[512] = 0xab;
3662         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3663         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3664 }
3665 #else
3666 static void resiliency_test(void) {};
3667 #endif
3668
3669 /*
3670  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3671  * and freed.
3672  */
3673
3674 struct location {
3675         unsigned long count;
3676         unsigned long addr;
3677         long long sum_time;
3678         long min_time;
3679         long max_time;
3680         long min_pid;
3681         long max_pid;
3682         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3683         nodemask_t nodes;
3684 };
3685
3686 struct loc_track {
3687         unsigned long max;
3688         unsigned long count;
3689         struct location *loc;
3690 };
3691
3692 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3693 {
3694         if (t->max)
3695                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3696                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3697 }
3698
3699 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3700 {
3701         struct location *l;
3702         int order;
3703
3704         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3705
3706         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3707         if (!l)
3708                 return 0;
3709
3710         if (t->count) {
3711                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3712                 free_loc_track(t);
3713         }
3714         t->max = max;
3715         t->loc = l;
3716         return 1;
3717 }
3718
3719 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3720                                 const struct track *track)
3721 {
3722         long start, end, pos;
3723         struct location *l;
3724         unsigned long caddr;
3725         unsigned long age = jiffies - track->when;
3726
3727         start = -1;
3728         end = t->count;
3729
3730         for ( ; ; ) {
3731                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3732
3733                 /*
3734                  * There is nothing at "end". If we end up there
3735                  * we need to add something to before end.
3736                  */
3737                 if (pos == end)
3738                         break;
3739
3740                 caddr = t->loc[pos].addr;
3741                 if (track->addr == caddr) {
3742
3743                         l = &t->loc[pos];
3744                         l->count++;
3745                         if (track->when) {
3746                                 l->sum_time += age;
3747                                 if (age < l->min_time)
3748                                         l->min_time = age;
3749                                 if (age > l->max_time)
3750                                         l->max_time = age;
3751
3752                                 if (track->pid < l->min_pid)
3753                                         l->min_pid = track->pid;
3754                                 if (track->pid > l->max_pid)
3755                                         l->max_pid = track->pid;
3756
3757                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3758                                                 to_cpumask(l->cpus));
3759                         }
3760                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3761                         return 1;
3762                 }
3763
3764                 if (track->addr < caddr)
3765                         end = pos;
3766                 else
3767                         start = pos;
3768         }
3769
3770         /*
3771          * Not found. Insert new tracking element.
3772          */
3773         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3774                 return 0;
3775
3776         l = t->loc + pos;
3777         if (pos < t->count)
3778                 memmove(l + 1, l,
3779                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3780         t->count++;
3781         l->count = 1;
3782         l->addr = track->addr;
3783         l->sum_time = age;
3784         l->min_time = age;
3785         l->max_time = age;
3786         l->min_pid = track->pid;
3787         l->max_pid = track->pid;
3788         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3789         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3790         nodes_clear(l->nodes);
3791         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3792         return 1;
3793 }
3794
3795 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3796                 struct page *page, enum track_item alloc)
3797 {
3798         void *addr = page_address(page);
3799         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3800         void *p;
3801
3802         bitmap_zero(map, page->objects);
3803         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3804                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3805
3806         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3807                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3808                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3809 }
3810
3811 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3812                                         enum track_item alloc)
3813 {
3814         int len = 0;
3815         unsigned long i;
3816         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3817         int node;
3818
3819         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3820                         GFP_TEMPORARY))
3821                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3822
3823         /* Push back cpu slabs */
3824         flush_all(s);
3825
3826         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3827                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3828                 unsigned long flags;
3829                 struct page *page;
3830
3831                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3832                         continue;
3833
3834                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3835                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3836                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3837                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3838                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3839                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3840         }
3841
3842         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3843                 struct location *l = &t.loc[i];
3844
3845                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3846                         break;
3847                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3848
3849                 if (l->addr)
3850                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3851                 else
3852                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3853
3854                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3855                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3856                                 l->min_time,
3857                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3858                                 l->max_time);
3859                 } else
3860                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3861                                 l->min_time);
3862
3863                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3864                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3865                                 l->min_pid, l->max_pid);
3866                 else
3867                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3868                                 l->min_pid);
3869
3870                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3871                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3872                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3873                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3874                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3875                                                  to_cpumask(l->cpus));
3876                 }
3877
3878                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3879                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3880                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3881                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3882                                         l->nodes);
3883                 }
3884
3885                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3886         }
3887
3888         free_loc_track(&t);
3889         if (!t.count)
3890                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3891         return len;
3892 }
3893
3894 enum slab_stat_type {
3895         SL_ALL,                 /* All slabs */
3896         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3897         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3898         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3899         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3900 };
3901
3902 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3903 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3904 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3905 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3906 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3907
3908 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3909                             char *buf, unsigned long flags)
3910 {
3911         unsigned long total = 0;
3912         int node;
3913         int x;
3914         unsigned long *nodes;
3915         unsigned long *per_cpu;
3916
3917         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3918         if (!nodes)
3919                 return -ENOMEM;
3920         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3921
3922         if (flags & SO_CPU) {
3923                 int cpu;
3924
3925                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3926                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3927
3928                         if (!c || c->node < 0)
3929                                 continue;
3930
3931                         if (c->page) {
3932                                         if (flags & SO_TOTAL)
3933                                                 x = c->page->objects;
3934                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3935                                         x = c->page->inuse;
3936                                 else
3937                                         x = 1;
3938
3939                                 total += x;
3940                                 nodes[c->node] += x;
3941                         }
3942                         per_cpu[c->node]++;
3943                 }
3944         }
3945
3946         if (flags & SO_ALL) {
3947                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3948                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3949
3950                 if (flags & SO_TOTAL)
3951                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3952                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3953                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3954                                 count_partial(n, count_free);
3955
3956                         else
3957                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3958                         total += x;
3959                         nodes[node] += x;
3960                 }
3961
3962         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3963                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3964                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3965
3966                         if (flags & SO_TOTAL)
3967                                 x = count_partial(n, count_total);
3968                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3969                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3970                         else
3971                                 x = n->nr_partial;
3972                         total += x;
3973                         nodes[node] += x;
3974                 }
3975         }
3976         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3977 #ifdef CONFIG_NUMA
3978         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3979                 if (nodes[node])
3980                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3981                                         node, nodes[node]);
3982 #endif
3983         kfree(nodes);
3984         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3985 }
3986
3987 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3988 {
3989         int node;
3990
3991         for_each_online_node(node) {
3992                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3993
3994                 if (!n)
3995                         continue;
3996
3997                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3998                         return 1;
3999         }
4000         return 0;
4001 }
4002
4003 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4004 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4005
4006 struct slab_attribute {
4007         struct attribute attr;
4008         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4009         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4010 };
4011
4012 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4013         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4014
4015 #define SLAB_ATTR(_name) \
4016         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4017         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4018
4019 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4020 {
4021         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4022 }
4023 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4024
4025 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4026 {
4027         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4028 }
4029 SLAB_ATTR_RO(align);
4030
4031 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4032 {
4033         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4034 }
4035 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4036
4037 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4038 {
4039         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4040 }
4041 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4042
4043 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4044                                 const char *buf, size_t length)
4045 {
4046         unsigned long order;
4047         int err;
4048
4049         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4050         if (err)
4051                 return err;
4052
4053         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4054                 return -EINVAL;
4055
4056         calculate_sizes(s, order);
4057         return length;
4058 }
4059
4060 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4061 {
4062         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4063 }
4064 SLAB_ATTR(order);
4065
4066 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4067 {
4068         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4069 }
4070
4071 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4072                                  size_t length)
4073 {
4074         unsigned long min;
4075         int err;
4076
4077         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4078         if (err)
4079                 return err;
4080
4081         set_min_partial(s, min);
4082         return length;
4083 }
4084 SLAB_ATTR(min_partial);
4085
4086 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4087 {
4088         if (s->ctor) {
4089                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4090
4091                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4092         }
4093         return 0;
4094 }
4095 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4096
4097 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4098 {
4099         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4100 }
4101 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4102
4103 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4104 {
4105         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4106 }
4107 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4108
4109 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4110 {
4111         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4112 }
4113 SLAB_ATTR_RO(partial);
4114
4115 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4116 {
4117         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4118 }
4119 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4120
4121 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4122 {
4123         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4124 }
4125 SLAB_ATTR_RO(objects);
4126
4127 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4128 {
4129         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4130 }
4131 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4132
4133 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4134 {
4135         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4136 }
4137 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4138
4139 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4140 {
4141         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4142 }
4143
4144 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4145                                 const char *buf, size_t length)
4146 {
4147         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4148         if (buf[0] == '1')
4149                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4150         return length;
4151 }
4152 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4153
4154 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4155 {
4156         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4157 }
4158
4159 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4160                                                         size_t length)
4161 {
4162         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4163         if (buf[0] == '1')
4164                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4165         return length;
4166 }
4167 SLAB_ATTR(trace);
4168
4169 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4170 {
4171         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4172 }
4173
4174 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4175                                 const char *buf, size_t length)
4176 {
4177         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4178         if (buf[0] == '1')
4179                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4180         return length;
4181 }
4182 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4183
4184 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4185 {
4186         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4187 }
4188 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4189
4190 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4191 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4192 {
4193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4194 }
4195 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4196 #endif
4197
4198 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4199 {
4200         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4201 }
4202 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4203
4204 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4205 {
4206         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4207 }
4208
4209 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4210                                 const char *buf, size_t length)
4211 {
4212         if (any_slab_objects(s))
4213                 return -EBUSY;
4214
4215         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4216         if (buf[0] == '1')
4217                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4218         calculate_sizes(s, -1);
4219         return length;
4220 }
4221 SLAB_ATTR(red_zone);
4222
4223 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4224 {
4225         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4226 }
4227
4228 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4229                                 const char *buf, size_t length)
4230 {
4231         if (any_slab_objects(s))
4232                 return -EBUSY;
4233
4234         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4235         if (buf[0] == '1')
4236                 s->flags |= SLAB_POISON;
4237         calculate_sizes(s, -1);
4238         return length;
4239 }
4240 SLAB_ATTR(poison);
4241
4242 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4243 {
4244         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4245 }
4246
4247 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4248                                 const char *buf, size_t length)
4249 {
4250         if (any_slab_objects(s))
4251                 return -EBUSY;
4252
4253         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4254         if (buf[0] == '1')
4255                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4256         calculate_sizes(s, -1);
4257         return length;
4258 }
4259 SLAB_ATTR(store_user);
4260
4261 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4262 {
4263         return 0;
4264 }
4265
4266 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4267                         const char *buf, size_t length)
4268 {
4269         int ret = -EINVAL;
4270
4271         if (buf[0] == '1') {
4272                 ret = validate_slab_cache(s);
4273                 if (ret >= 0)
4274                         ret = length;
4275         }
4276         return ret;
4277 }
4278 SLAB_ATTR(validate);
4279
4280 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4281 {
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4286                         const char *buf, size_t length)
4287 {
4288         if (buf[0] == '1') {
4289                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4290
4291                 if (rc)
4292                         return rc;
4293         } else
4294                 return -EINVAL;
4295         return length;
4296 }
4297 SLAB_ATTR(shrink);
4298
4299 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4300 {
4301         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4302                 return -ENOSYS;
4303         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4304 }
4305 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4306
4307 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4308 {
4309         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4310                 return -ENOSYS;
4311         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4312 }
4313 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4314
4315 #ifdef CONFIG_NUMA
4316 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4317 {
4318         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4319 }
4320
4321 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4322                                 const char *buf, size_t length)
4323 {
4324         unsigned long ratio;
4325         int err;
4326
4327         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4328         if (err)
4329                 return err;
4330
4331         if (ratio <= 100)
4332                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4333
4334         return length;
4335 }
4336 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4337 #endif
4338
4339 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4340 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4341 {
4342         unsigned long sum  = 0;
4343         int cpu;
4344         int len;
4345         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4346
4347         if (!data)
4348                 return -ENOMEM;
4349
4350         for_each_online_cpu(cpu) {
4351                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4352
4353                 data[cpu] = x;
4354                 sum += x;
4355         }
4356
4357         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4358
4359 #ifdef CONFIG_SMP
4360         for_each_online_cpu(cpu) {
4361                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4362                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4363         }
4364 #endif
4365         kfree(data);
4366         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4367 }
4368
4369 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4370 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4371 {                                                               \
4372         return show_stat(s, buf, si);                           \
4373 }                                                               \
4374 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4375
4376 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4377 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4378 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4379 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4380 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4381 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4382 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4383 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4384 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4385 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4386 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4387 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4388 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4389 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4390 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4391 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4392 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4393 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4394 #endif
4395
4396 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4397         &slab_size_attr.attr,
4398         &object_size_attr.attr,
4399         &objs_per_slab_attr.attr,
4400         &order_attr.attr,
4401         &min_partial_attr.attr,
4402         &objects_attr.attr,
4403         &objects_partial_attr.attr,
4404         &total_objects_attr.attr,
4405         &slabs_attr.attr,
4406         &partial_attr.attr,
4407         &cpu_slabs_attr.attr,
4408         &ctor_attr.attr,
4409         &aliases_attr.attr,
4410         &align_attr.attr,
4411         &sanity_checks_attr.attr,
4412         &trace_attr.attr,
4413         &hwcache_align_attr.attr,
4414         &reclaim_account_attr.attr,
4415         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4416         &red_zone_attr.attr,
4417         &poison_attr.attr,
4418         &store_user_attr.attr,
4419         &validate_attr.attr,
4420         &shrink_attr.attr,
4421         &alloc_calls_attr.attr,
4422         &free_calls_attr.attr,
4423 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4424         &cache_dma_attr.attr,
4425 #endif
4426 #ifdef CONFIG_NUMA
4427         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4428 #endif
4429 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4430         &alloc_fastpath_attr.attr,
4431         &alloc_slowpath_attr.attr,
4432         &free_fastpath_attr.attr,
4433         &free_slowpath_attr.attr,
4434         &free_frozen_attr.attr,
4435         &free_add_partial_attr.attr,
4436         &free_remove_partial_attr.attr,
4437         &alloc_from_partial_attr.attr,
4438         &alloc_slab_attr.attr,
4439         &alloc_refill_attr.attr,
4440         &free_slab_attr.attr,
4441         &cpuslab_flush_attr.attr,
4442         &deactivate_full_attr.attr,
4443         &deactivate_empty_attr.attr,
4444         &deactivate_to_head_attr.attr,
4445         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4446         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4447         &order_fallback_attr.attr,
4448 #endif
4449         NULL
4450 };
4451
4452 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4453         .attrs = slab_attrs,
4454 };
4455
4456 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4457                                 struct attribute *attr,
4458                                 char *buf)
4459 {
4460         struct slab_attribute *attribute;
4461         struct kmem_cache *s;
4462         int err;
4463
4464         attribute = to_slab_attr(attr);
4465         s = to_slab(kobj);
4466
4467         if (!attribute->show)
4468                 return -EIO;
4469
4470         err = attribute->show(s, buf);
4471
4472         return err;
4473 }
4474
4475 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4476                                 struct attribute *attr,
4477                                 const char *buf, size_t len)
4478 {
4479         struct slab_attribute *attribute;
4480         struct kmem_cache *s;
4481         int err;
4482
4483         attribute = to_slab_attr(attr);
4484         s = to_slab(kobj);
4485
4486         if (!attribute->store)
4487                 return -EIO;
4488
4489         err = attribute->store(s, buf, len);
4490
4491         return err;
4492 }
4493
4494 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4495 {
4496         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4497
4498         kfree(s);
4499 }
4500
4501 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4502         .show = slab_attr_show,
4503         .store = slab_attr_store,
4504 };
4505
4506 static struct kobj_type slab_ktype = {
4507         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4508         .release = kmem_cache_release
4509 };
4510
4511 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4512 {
4513         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4514
4515         if (ktype == &slab_ktype)
4516                 return 1;
4517         return 0;
4518 }
4519
4520 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4521         .filter = uevent_filter,
4522 };
4523
4524 static struct kset *slab_kset;
4525
4526 #define ID_STR_LENGTH 64
4527
4528 /* Create a unique string id for a slab cache:
4529  *
4530  * Format       :[flags-]size
4531  */
4532 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4533 {
4534         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4535         char *p = name;
4536
4537         BUG_ON(!name);
4538
4539         *p++ = ':';
4540         /*
4541          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4542          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4543          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4544          * are matched during merging to guarantee that the id is
4545          * unique.
4546          */
4547         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4548                 *p++ = 'd';
4549         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4550                 *p++ = 'a';
4551         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4552                 *p++ = 'F';
4553         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4554                 *p++ = 't';
4555         if (p != name + 1)
4556                 *p++ = '-';
4557         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4558         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4559         return name;
4560 }
4561
4562 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4563 {
4564         int err;
4565         const char *name;
4566         int unmergeable;
4567
4568         if (slab_state < SYSFS)
4569                 /* Defer until later */
4570                 return 0;
4571
4572         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4573         if (unmergeable) {
4574                 /*
4575                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4576                  * This is typically the case for debug situations. In that
4577                  * case we can catch duplicate names easily.
4578                  */
4579                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4580                 name = s->name;
4581         } else {
4582                 /*
4583                  * Create a unique name for the slab as a target
4584                  * for the symlinks.
4585                  */
4586                 name = create_unique_id(s);
4587         }
4588
4589         s->kobj.kset = slab_kset;
4590         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4591         if (err) {
4592                 kobject_put(&s->kobj);
4593                 return err;
4594         }
4595
4596         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4597         if (err) {
4598                 kobject_del(&s->kobj);
4599                 kobject_put(&s->kobj);
4600                 return err;
4601         }
4602         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4603         if (!unmergeable) {
4604                 /* Setup first alias */
4605                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4606                 kfree(name);
4607         }
4608         return 0;
4609 }
4610
4611 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4612 {
4613         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4614         kobject_del(&s->kobj);
4615         kobject_put(&s->kobj);
4616 }
4617
4618 /*
4619  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4620  * available lest we lose that information.
4621  */
4622 struct saved_alias {
4623         struct kmem_cache *s;
4624         const char *name;
4625         struct saved_alias *next;
4626 };
4627
4628 static struct saved_alias *alias_list;
4629
4630 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4631 {
4632         struct saved_alias *al;
4633
4634         if (slab_state == SYSFS) {
4635                 /*
4636                  * If we have a leftover link then remove it.
4637                  */
4638                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4639                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4640         }
4641
4642         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4643         if (!al)
4644                 return -ENOMEM;
4645
4646         al->s = s;
4647         al->name = name;
4648         al->next = alias_list;
4649         alias_list = al;
4650         return 0;
4651 }
4652
4653 static int __init slab_sysfs_init(void)
4654 {
4655         struct kmem_cache *s;
4656         int err;
4657
4658         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4659         if (!slab_kset) {
4660                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4661                 return -ENOSYS;
4662         }
4663
4664         slab_state = SYSFS;
4665
4666         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4667                 err = sysfs_slab_add(s);
4668                 if (err)
4669                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4670                                                 " to sysfs\n", s->name);
4671         }
4672
4673         while (alias_list) {
4674                 struct saved_alias *al = alias_list;
4675
4676                 alias_list = alias_list->next;
4677                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4678                 if (err)
4679                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4680                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4681                 kfree(al);
4682         }
4683
4684         resiliency_test();
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 __initcall(slab_sysfs_init);
4689 #endif
4690
4691 /*
4692  * The /proc/slabinfo ABI
4693  */
4694 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4695 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4696 {
4697         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4698         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4699                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4700         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4701         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4702         seq_putc(m, '\n');
4703 }
4704
4705 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4706 {
4707         loff_t n = *pos;
4708
4709         down_read(&slub_lock);
4710         if (!n)
4711                 print_slabinfo_header(m);
4712
4713         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4714 }
4715
4716 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4717 {
4718         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4719 }
4720
4721 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4722 {
4723         up_read(&slub_lock);
4724 }
4725
4726 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4727 {
4728         unsigned long nr_partials = 0;
4729         unsigned long nr_slabs = 0;
4730         unsigned long nr_inuse = 0;
4731         unsigned long nr_objs = 0;
4732         unsigned long nr_free = 0;
4733         struct kmem_cache *s;
4734         int node;
4735
4736         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4737
4738         for_each_online_node(node) {
4739                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4740
4741                 if (!n)
4742                         continue;
4743
4744                 nr_partials += n->nr_partial;
4745                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4746                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4747                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4748         }
4749
4750         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4751
4752         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4753                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4754                    (1 << oo_order(s->oo)));
4755         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4756         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4757                    0UL);
4758         seq_putc(m, '\n');
4759         return 0;
4760 }
4761
4762 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4763         .start = s_start,
4764         .next = s_next,
4765         .stop = s_stop,
4766         .show = s_show,
4767 };
4768
4769 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4770 {
4771         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4772 }
4773
4774 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4775         .open           = slabinfo_open,
4776         .read           = seq_read,
4777         .llseek         = seq_lseek,
4778         .release        = seq_release,
4779 };
4780
4781 static int __init slab_proc_init(void)
4782 {
4783         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4784         return 0;
4785 }
4786 module_init(slab_proc_init);
4787 #endif /* CONFIG_SLABINFO */