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