slub: Allow removal of slab caches during boot
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
111                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
112
113 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
114 {
115 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
116         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
117 #else
118         return 0;
119 #endif
120 }
121
122 /*
123  * Issues still to be resolved:
124  *
125  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
126  *
127  * - Variable sizing of the per node arrays
128  */
129
130 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
131 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
132
133 /*
134  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
135  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
136  */
137 #define MIN_PARTIAL 5
138
139 /*
140  * Maximum number of desirable partial slabs.
141  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
142  * sort the partial list by the number of objects in the.
143  */
144 #define MAX_PARTIAL 10
145
146 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
147                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
148
149 /*
150  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
151  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
152  * metadata.
153  */
154 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
155
156 /*
157  * Set of flags that will prevent slab merging
158  */
159 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
160                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
161                 SLAB_FAILSLAB)
162
163 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
164                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
165
166 #define OO_SHIFT        16
167 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
168 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
169
170 /* Internal SLUB flags */
171 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
172 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000UL /* Not yet visible via sysfs */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s);
215 }
216
217 #endif
218
219 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
220 {
221 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
222         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
223 #endif
224 }
225
226 /********************************************************************
227  *                      Core slab cache functions
228  *******************************************************************/
229
230 int slab_is_available(void)
231 {
232         return slab_state >= UP;
233 }
234
235 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
236 {
237 #ifdef CONFIG_NUMA
238         return s->node[node];
239 #else
240         return &s->local_node;
241 #endif
242 }
243
244 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
245 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
246                                 struct page *page, const void *object)
247 {
248         void *base;
249
250         if (!object)
251                 return 1;
252
253         base = page_address(page);
254         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
255                 (object - base) % s->size) {
256                 return 0;
257         }
258
259         return 1;
260 }
261
262 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
263 {
264         return *(void **)(object + s->offset);
265 }
266
267 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
268 {
269         *(void **)(object + s->offset) = fp;
270 }
271
272 /* Loop over all objects in a slab */
273 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
274         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
275                         __p += (__s)->size)
276
277 /* Scan freelist */
278 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
279         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
280
281 /* Determine object index from a given position */
282 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
283 {
284         return (p - addr) / s->size;
285 }
286
287 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
288                                                 unsigned long size)
289 {
290         struct kmem_cache_order_objects x = {
291                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
292         };
293
294         return x;
295 }
296
297 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
298 {
299         return x.x >> OO_SHIFT;
300 }
301
302 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
303 {
304         return x.x & OO_MASK;
305 }
306
307 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
308 /*
309  * Debug settings:
310  */
311 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
312 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
313 #else
314 static int slub_debug;
315 #endif
316
317 static char *slub_debug_slabs;
318 static int disable_higher_order_debug;
319
320 /*
321  * Object debugging
322  */
323 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
324 {
325         int i, offset;
326         int newline = 1;
327         char ascii[17];
328
329         ascii[16] = 0;
330
331         for (i = 0; i < length; i++) {
332                 if (newline) {
333                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
334                         newline = 0;
335                 }
336                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
337                 offset = i % 16;
338                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
339                 if (offset == 15) {
340                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
341                         newline = 1;
342                 }
343         }
344         if (!newline) {
345                 i %= 16;
346                 while (i < 16) {
347                         printk(KERN_CONT "   ");
348                         ascii[i] = ' ';
349                         i++;
350                 }
351                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
352         }
353 }
354
355 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
356         enum track_item alloc)
357 {
358         struct track *p;
359
360         if (s->offset)
361                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
362         else
363                 p = object + s->inuse;
364
365         return p + alloc;
366 }
367
368 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
369                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
370 {
371         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
372
373         if (addr) {
374                 p->addr = addr;
375                 p->cpu = smp_processor_id();
376                 p->pid = current->pid;
377                 p->when = jiffies;
378         } else
379                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
380 }
381
382 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
383 {
384         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
385                 return;
386
387         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
388         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
389 }
390
391 static void print_track(const char *s, struct track *t)
392 {
393         if (!t->addr)
394                 return;
395
396         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
397                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
398 }
399
400 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
401 {
402         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
403                 return;
404
405         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
406         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
407 }
408
409 static void print_page_info(struct page *page)
410 {
411         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
412                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
413
414 }
415
416 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
417 {
418         va_list args;
419         char buf[100];
420
421         va_start(args, fmt);
422         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
423         va_end(args);
424         printk(KERN_ERR "========================================"
425                         "=====================================\n");
426         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
427         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
428                         "-------------------------------------\n\n");
429 }
430
431 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
432 {
433         va_list args;
434         char buf[100];
435
436         va_start(args, fmt);
437         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
438         va_end(args);
439         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
440 }
441
442 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
443 {
444         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
445         u8 *addr = page_address(page);
446
447         print_tracking(s, p);
448
449         print_page_info(page);
450
451         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
452                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
453
454         if (p > addr + 16)
455                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
456
457         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
458
459         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
460                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
461                         s->inuse - s->objsize);
462
463         if (s->offset)
464                 off = s->offset + sizeof(void *);
465         else
466                 off = s->inuse;
467
468         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
469                 off += 2 * sizeof(struct track);
470
471         if (off != s->size)
472                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
473                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
474
475         dump_stack();
476 }
477
478 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
479                         u8 *object, char *reason)
480 {
481         slab_bug(s, "%s", reason);
482         print_trailer(s, page, object);
483 }
484
485 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
486 {
487         va_list args;
488         char buf[100];
489
490         va_start(args, fmt);
491         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
492         va_end(args);
493         slab_bug(s, "%s", buf);
494         print_page_info(page);
495         dump_stack();
496 }
497
498 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
499 {
500         u8 *p = object;
501
502         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
503                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
504                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
505         }
506
507         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
508                 memset(p + s->objsize,
509                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
510                         s->inuse - s->objsize);
511 }
512
513 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
514 {
515         while (bytes) {
516                 if (*start != (u8)value)
517                         return start;
518                 start++;
519                 bytes--;
520         }
521         return NULL;
522 }
523
524 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
525                                                 void *from, void *to)
526 {
527         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
528         memset(from, data, to - from);
529 }
530
531 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
532                         u8 *object, char *what,
533                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
534 {
535         u8 *fault;
536         u8 *end;
537
538         fault = check_bytes(start, value, bytes);
539         if (!fault)
540                 return 1;
541
542         end = start + bytes;
543         while (end > fault && end[-1] == value)
544                 end--;
545
546         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
547         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
548                                         fault, end - 1, fault[0], value);
549         print_trailer(s, page, object);
550
551         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
552         return 0;
553 }
554
555 /*
556  * Object layout:
557  *
558  * object address
559  *      Bytes of the object to be managed.
560  *      If the freepointer may overlay the object then the free
561  *      pointer is the first word of the object.
562  *
563  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
564  *      0xa5 (POISON_END)
565  *
566  * object + s->objsize
567  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
568  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
569  *      objsize == inuse.
570  *
571  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
572  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
573  *
574  * object + s->inuse
575  *      Meta data starts here.
576  *
577  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
578  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
579  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
580  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
581  *              before the word boundary.
582  *
583  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
584  *
585  * object + s->size
586  *      Nothing is used beyond s->size.
587  *
588  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
589  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
590  * may be used with merged slabcaches.
591  */
592
593 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
594 {
595         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
596
597         if (s->offset)
598                 /* Freepointer is placed after the object. */
599                 off += sizeof(void *);
600
601         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
602                 /* We also have user information there */
603                 off += 2 * sizeof(struct track);
604
605         if (s->size == off)
606                 return 1;
607
608         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
609                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
610 }
611
612 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
613 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
614 {
615         u8 *start;
616         u8 *fault;
617         u8 *end;
618         int length;
619         int remainder;
620
621         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
622                 return 1;
623
624         start = page_address(page);
625         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
626         end = start + length;
627         remainder = length % s->size;
628         if (!remainder)
629                 return 1;
630
631         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
632         if (!fault)
633                 return 1;
634         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
635                 end--;
636
637         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
638         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
639
640         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
641         return 0;
642 }
643
644 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
645                                         void *object, int active)
646 {
647         u8 *p = object;
648         u8 *endobject = object + s->objsize;
649
650         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
651                 unsigned int red =
652                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
653
654                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
655                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
656                         return 0;
657         } else {
658                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
659                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
660                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
661                 }
662         }
663
664         if (s->flags & SLAB_POISON) {
665                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
666                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
667                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
668                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
669                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
670                         return 0;
671                 /*
672                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
673                  */
674                 check_pad_bytes(s, page, p);
675         }
676
677         if (!s->offset && active)
678                 /*
679                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
680                  * freepointer while object is allocated.
681                  */
682                 return 1;
683
684         /* Check free pointer validity */
685         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
686                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
687                 /*
688                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
689                  * of the free objects in this slab. May cause
690                  * another error because the object count is now wrong.
691                  */
692                 set_freepointer(s, p, NULL);
693                 return 0;
694         }
695         return 1;
696 }
697
698 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
699 {
700         int maxobj;
701
702         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
703
704         if (!PageSlab(page)) {
705                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
706                 return 0;
707         }
708
709         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
710         if (page->objects > maxobj) {
711                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
712                         s->name, page->objects, maxobj);
713                 return 0;
714         }
715         if (page->inuse > page->objects) {
716                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
717                         s->name, page->inuse, page->objects);
718                 return 0;
719         }
720         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
721         slab_pad_check(s, page);
722         return 1;
723 }
724
725 /*
726  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
727  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
728  */
729 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
730 {
731         int nr = 0;
732         void *fp = page->freelist;
733         void *object = NULL;
734         unsigned long max_objects;
735
736         while (fp && nr <= page->objects) {
737                 if (fp == search)
738                         return 1;
739                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
740                         if (object) {
741                                 object_err(s, page, object,
742                                         "Freechain corrupt");
743                                 set_freepointer(s, object, NULL);
744                                 break;
745                         } else {
746                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
747                                 page->freelist = NULL;
748                                 page->inuse = page->objects;
749                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
750                                 return 0;
751                         }
752                         break;
753                 }
754                 object = fp;
755                 fp = get_freepointer(s, object);
756                 nr++;
757         }
758
759         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
760         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
761                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
762
763         if (page->objects != max_objects) {
764                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
765                         "should be %d", page->objects, max_objects);
766                 page->objects = max_objects;
767                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
768         }
769         if (page->inuse != page->objects - nr) {
770                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
771                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
772                 page->inuse = page->objects - nr;
773                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
774         }
775         return search == NULL;
776 }
777
778 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
779                                                                 int alloc)
780 {
781         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
782                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
783                         s->name,
784                         alloc ? "alloc" : "free",
785                         object, page->inuse,
786                         page->freelist);
787
788                 if (!alloc)
789                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
790
791                 dump_stack();
792         }
793 }
794
795 /*
796  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
797  */
798 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
799 {
800         spin_lock(&n->list_lock);
801         list_add(&page->lru, &n->full);
802         spin_unlock(&n->list_lock);
803 }
804
805 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
806 {
807         struct kmem_cache_node *n;
808
809         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
810                 return;
811
812         n = get_node(s, page_to_nid(page));
813
814         spin_lock(&n->list_lock);
815         list_del(&page->lru);
816         spin_unlock(&n->list_lock);
817 }
818
819 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
820 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
821 {
822         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
823
824         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
825 }
826
827 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
828 {
829         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
830 }
831
832 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
833 {
834         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
835
836         /*
837          * May be called early in order to allocate a slab for the
838          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
839          * dilemma by deferring the increment of the count during
840          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
841          */
842         if (!NUMA_BUILD || n) {
843                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
844                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
845         }
846 }
847 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
848 {
849         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
850
851         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
852         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
853 }
854
855 /* Object debug checks for alloc/free paths */
856 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
857                                                                 void *object)
858 {
859         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
860                 return;
861
862         init_object(s, object, 0);
863         init_tracking(s, object);
864 }
865
866 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
867                                         void *object, unsigned long addr)
868 {
869         if (!check_slab(s, page))
870                 goto bad;
871
872         if (!on_freelist(s, page, object)) {
873                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
874                 goto bad;
875         }
876
877         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
878                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
879                 goto bad;
880         }
881
882         if (!check_object(s, page, object, 0))
883                 goto bad;
884
885         /* Success perform special debug activities for allocs */
886         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
887                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
888         trace(s, page, object, 1);
889         init_object(s, object, 1);
890         return 1;
891
892 bad:
893         if (PageSlab(page)) {
894                 /*
895                  * If this is a slab page then lets do the best we can
896                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
897                  * as used avoids touching the remaining objects.
898                  */
899                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
900                 page->inuse = page->objects;
901                 page->freelist = NULL;
902         }
903         return 0;
904 }
905
906 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
907                                         void *object, unsigned long addr)
908 {
909         if (!check_slab(s, page))
910                 goto fail;
911
912         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
913                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
914                 goto fail;
915         }
916
917         if (on_freelist(s, page, object)) {
918                 object_err(s, page, object, "Object already free");
919                 goto fail;
920         }
921
922         if (!check_object(s, page, object, 1))
923                 return 0;
924
925         if (unlikely(s != page->slab)) {
926                 if (!PageSlab(page)) {
927                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
928                                 "outside of slab", object);
929                 } else if (!page->slab) {
930                         printk(KERN_ERR
931                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
932                                                 object);
933                         dump_stack();
934                 } else
935                         object_err(s, page, object,
936                                         "page slab pointer corrupt.");
937                 goto fail;
938         }
939
940         /* Special debug activities for freeing objects */
941         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
942                 remove_full(s, page);
943         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
944                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
945         trace(s, page, object, 0);
946         init_object(s, object, 0);
947         return 1;
948
949 fail:
950         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
951         return 0;
952 }
953
954 static int __init setup_slub_debug(char *str)
955 {
956         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
957         if (*str++ != '=' || !*str)
958                 /*
959                  * No options specified. Switch on full debugging.
960                  */
961                 goto out;
962
963         if (*str == ',')
964                 /*
965                  * No options but restriction on slabs. This means full
966                  * debugging for slabs matching a pattern.
967                  */
968                 goto check_slabs;
969
970         if (tolower(*str) == 'o') {
971                 /*
972                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
973                  * would increase as a result.
974                  */
975                 disable_higher_order_debug = 1;
976                 goto out;
977         }
978
979         slub_debug = 0;
980         if (*str == '-')
981                 /*
982                  * Switch off all debugging measures.
983                  */
984                 goto out;
985
986         /*
987          * Determine which debug features should be switched on
988          */
989         for (; *str && *str != ','; str++) {
990                 switch (tolower(*str)) {
991                 case 'f':
992                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
993                         break;
994                 case 'z':
995                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
996                         break;
997                 case 'p':
998                         slub_debug |= SLAB_POISON;
999                         break;
1000                 case 'u':
1001                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1002                         break;
1003                 case 't':
1004                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1005                         break;
1006                 case 'a':
1007                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1008                         break;
1009                 default:
1010                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1011                                 "unknown. skipped\n", *str);
1012                 }
1013         }
1014
1015 check_slabs:
1016         if (*str == ',')
1017                 slub_debug_slabs = str + 1;
1018 out:
1019         return 1;
1020 }
1021
1022 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1023
1024 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1025         unsigned long flags, const char *name,
1026         void (*ctor)(void *))
1027 {
1028         /*
1029          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1030          */
1031         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1032                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1033                 flags |= slub_debug;
1034
1035         return flags;
1036 }
1037 #else
1038 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1039                         struct page *page, void *object) {}
1040
1041 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1042         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1043
1044 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1045         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1046
1047 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1048                         { return 1; }
1049 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1050                         void *object, int active) { return 1; }
1051 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1052 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1053         unsigned long flags, const char *name,
1054         void (*ctor)(void *))
1055 {
1056         return flags;
1057 }
1058 #define slub_debug 0
1059
1060 #define disable_higher_order_debug 0
1061
1062 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1063                                                         { return 0; }
1064 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1065                                                         { return 0; }
1066 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1067                                                         int objects) {}
1068 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1069                                                         int objects) {}
1070 #endif
1071
1072 /*
1073  * Slab allocation and freeing
1074  */
1075 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1076                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1077 {
1078         int order = oo_order(oo);
1079
1080         flags |= __GFP_NOTRACK;
1081
1082         if (node == NUMA_NO_NODE)
1083                 return alloc_pages(flags, order);
1084         else
1085                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1086 }
1087
1088 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1089 {
1090         struct page *page;
1091         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1092         gfp_t alloc_gfp;
1093
1094         flags |= s->allocflags;
1095
1096         /*
1097          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1098          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1099          */
1100         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1101
1102         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1103         if (unlikely(!page)) {
1104                 oo = s->min;
1105                 /*
1106                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1107                  * Try a lower order alloc if possible
1108                  */
1109                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1110                 if (!page)
1111                         return NULL;
1112
1113                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1114         }
1115
1116         if (kmemcheck_enabled
1117                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1118                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1119
1120                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1121
1122                 /*
1123                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1124                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1125                  */
1126                 if (s->ctor)
1127                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1128                 else
1129                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1130         }
1131
1132         page->objects = oo_objects(oo);
1133         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1134                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1135                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1136                 1 << oo_order(oo));
1137
1138         return page;
1139 }
1140
1141 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1142                                 void *object)
1143 {
1144         setup_object_debug(s, page, object);
1145         if (unlikely(s->ctor))
1146                 s->ctor(object);
1147 }
1148
1149 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1150 {
1151         struct page *page;
1152         void *start;
1153         void *last;
1154         void *p;
1155
1156         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1157
1158         page = allocate_slab(s,
1159                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1160         if (!page)
1161                 goto out;
1162
1163         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1164         page->slab = s;
1165         page->flags |= 1 << PG_slab;
1166
1167         start = page_address(page);
1168
1169         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1170                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1171
1172         last = start;
1173         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1174                 setup_object(s, page, last);
1175                 set_freepointer(s, last, p);
1176                 last = p;
1177         }
1178         setup_object(s, page, last);
1179         set_freepointer(s, last, NULL);
1180
1181         page->freelist = start;
1182         page->inuse = 0;
1183 out:
1184         return page;
1185 }
1186
1187 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1188 {
1189         int order = compound_order(page);
1190         int pages = 1 << order;
1191
1192         if (kmem_cache_debug(s)) {
1193                 void *p;
1194
1195                 slab_pad_check(s, page);
1196                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1197                                                 page->objects)
1198                         check_object(s, page, p, 0);
1199         }
1200
1201         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1202
1203         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1204                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1205                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1206                 -pages);
1207
1208         __ClearPageSlab(page);
1209         reset_page_mapcount(page);
1210         if (current->reclaim_state)
1211                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1212         __free_pages(page, order);
1213 }
1214
1215 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1216 {
1217         struct page *page;
1218
1219         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1220         __free_slab(page->slab, page);
1221 }
1222
1223 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1224 {
1225         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1226                 /*
1227                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1228                  */
1229                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1230
1231                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1232         } else
1233                 __free_slab(s, page);
1234 }
1235
1236 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1237 {
1238         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1239         free_slab(s, page);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Per slab locking using the pagelock
1244  */
1245 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1246 {
1247         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1248 }
1249
1250 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1251 {
1252         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1253 }
1254
1255 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1256 {
1257         int rc = 1;
1258
1259         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1260         return rc;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Management of partially allocated slabs
1265  */
1266 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1267                                 struct page *page, int tail)
1268 {
1269         spin_lock(&n->list_lock);
1270         n->nr_partial++;
1271         if (tail)
1272                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1273         else
1274                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1275         spin_unlock(&n->list_lock);
1276 }
1277
1278 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1279 {
1280         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1281
1282         spin_lock(&n->list_lock);
1283         list_del(&page->lru);
1284         n->nr_partial--;
1285         spin_unlock(&n->list_lock);
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Lock slab and remove from the partial list.
1290  *
1291  * Must hold list_lock.
1292  */
1293 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1294                                                         struct page *page)
1295 {
1296         if (slab_trylock(page)) {
1297                 list_del(&page->lru);
1298                 n->nr_partial--;
1299                 __SetPageSlubFrozen(page);
1300                 return 1;
1301         }
1302         return 0;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1307  */
1308 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1309 {
1310         struct page *page;
1311
1312         /*
1313          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1314          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1315          * partial slab and there is none available then get_partials()
1316          * will return NULL.
1317          */
1318         if (!n || !n->nr_partial)
1319                 return NULL;
1320
1321         spin_lock(&n->list_lock);
1322         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1323                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1324                         goto out;
1325         page = NULL;
1326 out:
1327         spin_unlock(&n->list_lock);
1328         return page;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1333  */
1334 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1335 {
1336 #ifdef CONFIG_NUMA
1337         struct zonelist *zonelist;
1338         struct zoneref *z;
1339         struct zone *zone;
1340         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1341         struct page *page;
1342
1343         /*
1344          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1345          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1346          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1347          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1348          *
1349          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1350          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1351          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1352          * from other nodes and filled up.
1353          *
1354          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1355          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1356          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1357          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1358          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1359          * with available objects.
1360          */
1361         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1362                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1363                 return NULL;
1364
1365         get_mems_allowed();
1366         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1367         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1368                 struct kmem_cache_node *n;
1369
1370                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1371
1372                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1373                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1374                         page = get_partial_node(n);
1375                         if (page) {
1376                                 put_mems_allowed();
1377                                 return page;
1378                         }
1379                 }
1380         }
1381         put_mems_allowed();
1382 #endif
1383         return NULL;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Get a partial page, lock it and return it.
1388  */
1389 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1390 {
1391         struct page *page;
1392         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1393
1394         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1395         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1396                 return page;
1397
1398         return get_any_partial(s, flags);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Move a page back to the lists.
1403  *
1404  * Must be called with the slab lock held.
1405  *
1406  * On exit the slab lock will have been dropped.
1407  */
1408 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1409 {
1410         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1411
1412         __ClearPageSlubFrozen(page);
1413         if (page->inuse) {
1414
1415                 if (page->freelist) {
1416                         add_partial(n, page, tail);
1417                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1418                 } else {
1419                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1420                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1421                                 add_full(n, page);
1422                 }
1423                 slab_unlock(page);
1424         } else {
1425                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1426                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1427                         /*
1428                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1429                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1430                          * to come after the other slabs with objects in
1431                          * so that the others get filled first. That way the
1432                          * size of the partial list stays small.
1433                          *
1434                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1435                          * the partial list.
1436                          */
1437                         add_partial(n, page, 1);
1438                         slab_unlock(page);
1439                 } else {
1440                         slab_unlock(page);
1441                         stat(s, FREE_SLAB);
1442                         discard_slab(s, page);
1443                 }
1444         }
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Remove the cpu slab
1449  */
1450 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1451 {
1452         struct page *page = c->page;
1453         int tail = 1;
1454
1455         if (page->freelist)
1456                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1457         /*
1458          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1459          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1460          * to occur.
1461          */
1462         while (unlikely(c->freelist)) {
1463                 void **object;
1464
1465                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1466
1467                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1468                 object = c->freelist;
1469                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1470
1471                 /* And put onto the regular freelist */
1472                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1473                 page->freelist = object;
1474                 page->inuse--;
1475         }
1476         c->page = NULL;
1477         unfreeze_slab(s, page, tail);
1478 }
1479
1480 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1481 {
1482         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1483         slab_lock(c->page);
1484         deactivate_slab(s, c);
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Flush cpu slab.
1489  *
1490  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1491  */
1492 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1493 {
1494         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1495
1496         if (likely(c && c->page))
1497                 flush_slab(s, c);
1498 }
1499
1500 static void flush_cpu_slab(void *d)
1501 {
1502         struct kmem_cache *s = d;
1503
1504         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1505 }
1506
1507 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1508 {
1509         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1514  * locality expectations.
1515  */
1516 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1517 {
1518 #ifdef CONFIG_NUMA
1519         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1520                 return 0;
1521 #endif
1522         return 1;
1523 }
1524
1525 static int count_free(struct page *page)
1526 {
1527         return page->objects - page->inuse;
1528 }
1529
1530 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1531                                         int (*get_count)(struct page *))
1532 {
1533         unsigned long flags;
1534         unsigned long x = 0;
1535         struct page *page;
1536
1537         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1538         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1539                 x += get_count(page);
1540         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1541         return x;
1542 }
1543
1544 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1545 {
1546 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1547         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1548 #else
1549         return 0;
1550 #endif
1551 }
1552
1553 static noinline void
1554 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1555 {
1556         int node;
1557
1558         printk(KERN_WARNING
1559                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1560                 nid, gfpflags);
1561         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1562                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1563                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1564
1565         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1566                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1567                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1568
1569         for_each_online_node(node) {
1570                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1571                 unsigned long nr_slabs;
1572                 unsigned long nr_objs;
1573                 unsigned long nr_free;
1574
1575                 if (!n)
1576                         continue;
1577
1578                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1579                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1580                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1581
1582                 printk(KERN_WARNING
1583                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1584                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1585         }
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1590  * debugging duties.
1591  *
1592  * Interrupts are disabled.
1593  *
1594  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1595  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1596  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1597  *
1598  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1599  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1600  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1601  *
1602  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1603  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1604  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1605  */
1606 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1607                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1608 {
1609         void **object;
1610         struct page *new;
1611
1612         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1613         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1614
1615         if (!c->page)
1616                 goto new_slab;
1617
1618         slab_lock(c->page);
1619         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1620                 goto another_slab;
1621
1622         stat(s, ALLOC_REFILL);
1623
1624 load_freelist:
1625         object = c->page->freelist;
1626         if (unlikely(!object))
1627                 goto another_slab;
1628         if (kmem_cache_debug(s))
1629                 goto debug;
1630
1631         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1632         c->page->inuse = c->page->objects;
1633         c->page->freelist = NULL;
1634         c->node = page_to_nid(c->page);
1635 unlock_out:
1636         slab_unlock(c->page);
1637         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1638         return object;
1639
1640 another_slab:
1641         deactivate_slab(s, c);
1642
1643 new_slab:
1644         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1645         if (new) {
1646                 c->page = new;
1647                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1648                 goto load_freelist;
1649         }
1650
1651         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1652                 local_irq_enable();
1653
1654         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1655
1656         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1657                 local_irq_disable();
1658
1659         if (new) {
1660                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1661                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1662                 if (c->page)
1663                         flush_slab(s, c);
1664                 slab_lock(new);
1665                 __SetPageSlubFrozen(new);
1666                 c->page = new;
1667                 goto load_freelist;
1668         }
1669         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1670                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1671         return NULL;
1672 debug:
1673         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1674                 goto another_slab;
1675
1676         c->page->inuse++;
1677         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1678         c->node = -1;
1679         goto unlock_out;
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1684  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1685  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1686  *
1687  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1688  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1689  *
1690  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1691  */
1692 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1693                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1694 {
1695         void **object;
1696         struct kmem_cache_cpu *c;
1697         unsigned long flags;
1698
1699         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1700
1701         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1702         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1703
1704         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags, s->flags))
1705                 return NULL;
1706
1707         local_irq_save(flags);
1708         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1709         object = c->freelist;
1710         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1711
1712                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1713
1714         else {
1715                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1716                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1717         }
1718         local_irq_restore(flags);
1719
1720         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1721                 memset(object, 0, s->objsize);
1722
1723         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, s->objsize);
1724         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1725
1726         return object;
1727 }
1728
1729 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1730 {
1731         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1732
1733         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1734
1735         return ret;
1736 }
1737 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1738
1739 #ifdef CONFIG_TRACING
1740 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1741 {
1742         return slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1743 }
1744 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1745 #endif
1746
1747 #ifdef CONFIG_NUMA
1748 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1749 {
1750         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1751
1752         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1753                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1754
1755         return ret;
1756 }
1757 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1758 #endif
1759
1760 #ifdef CONFIG_TRACING
1761 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1762                                     gfp_t gfpflags,
1763                                     int node)
1764 {
1765         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1768 #endif
1769
1770 /*
1771  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1772  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1773  *
1774  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1775  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1776  * handling required then we can return immediately.
1777  */
1778 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1779                         void *x, unsigned long addr)
1780 {
1781         void *prior;
1782         void **object = (void *)x;
1783
1784         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1785         slab_lock(page);
1786
1787         if (kmem_cache_debug(s))
1788                 goto debug;
1789
1790 checks_ok:
1791         prior = page->freelist;
1792         set_freepointer(s, object, prior);
1793         page->freelist = object;
1794         page->inuse--;
1795
1796         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1797                 stat(s, FREE_FROZEN);
1798                 goto out_unlock;
1799         }
1800
1801         if (unlikely(!page->inuse))
1802                 goto slab_empty;
1803
1804         /*
1805          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1806          * then add it.
1807          */
1808         if (unlikely(!prior)) {
1809                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1810                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1811         }
1812
1813 out_unlock:
1814         slab_unlock(page);
1815         return;
1816
1817 slab_empty:
1818         if (prior) {
1819                 /*
1820                  * Slab still on the partial list.
1821                  */
1822                 remove_partial(s, page);
1823                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1824         }
1825         slab_unlock(page);
1826         stat(s, FREE_SLAB);
1827         discard_slab(s, page);
1828         return;
1829
1830 debug:
1831         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1832                 goto out_unlock;
1833         goto checks_ok;
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1838  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1839  *
1840  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1841  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1842  * the item before.
1843  *
1844  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1845  * with all sorts of special processing.
1846  */
1847 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1848                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1849 {
1850         void **object = (void *)x;
1851         struct kmem_cache_cpu *c;
1852         unsigned long flags;
1853
1854         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1855         local_irq_save(flags);
1856         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1857         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
1858         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1859         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1860                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
1861         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1862                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1863                 c->freelist = object;
1864                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1865         } else
1866                 __slab_free(s, page, x, addr);
1867
1868         local_irq_restore(flags);
1869 }
1870
1871 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1872 {
1873         struct page *page;
1874
1875         page = virt_to_head_page(x);
1876
1877         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1878
1879         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1880 }
1881 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1882
1883 /* Figure out on which slab page the object resides */
1884 static struct page *get_object_page(const void *x)
1885 {
1886         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1887
1888         if (!PageSlab(page))
1889                 return NULL;
1890
1891         return page;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1896  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1897  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1898  * another.
1899  *
1900  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1901  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1902  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1903  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1904  * locking overhead.
1905  */
1906
1907 /*
1908  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1909  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1910  * and increases the number of allocations possible without having to
1911  * take the list_lock.
1912  */
1913 static int slub_min_order;
1914 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1915 static int slub_min_objects;
1916
1917 /*
1918  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1919  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1920  */
1921 static int slub_nomerge;
1922
1923 /*
1924  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1925  *
1926  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1927  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1928  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1929  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1930  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1931  * would be wasted.
1932  *
1933  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1934  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1935  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1936  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1937  *
1938  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1939  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1940  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1941  * of space in favor of a small page order.
1942  *
1943  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1944  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1945  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1946  * the smallest order which will fit the object.
1947  */
1948 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1949                                 int max_order, int fract_leftover)
1950 {
1951         int order;
1952         int rem;
1953         int min_order = slub_min_order;
1954
1955         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1956                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1957
1958         for (order = max(min_order,
1959                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1960                         order <= max_order; order++) {
1961
1962                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1963
1964                 if (slab_size < min_objects * size)
1965                         continue;
1966
1967                 rem = slab_size % size;
1968
1969                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1970                         break;
1971
1972         }
1973
1974         return order;
1975 }
1976
1977 static inline int calculate_order(int size)
1978 {
1979         int order;
1980         int min_objects;
1981         int fraction;
1982         int max_objects;
1983
1984         /*
1985          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1986          * works by first attempting to generate a layout with
1987          * the best configuration and backing off gradually.
1988          *
1989          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1990          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1991          */
1992         min_objects = slub_min_objects;
1993         if (!min_objects)
1994                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1995         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1996         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1997
1998         while (min_objects > 1) {
1999                 fraction = 16;
2000                 while (fraction >= 4) {
2001                         order = slab_order(size, min_objects,
2002                                                 slub_max_order, fraction);
2003                         if (order <= slub_max_order)
2004                                 return order;
2005                         fraction /= 2;
2006                 }
2007                 min_objects--;
2008         }
2009
2010         /*
2011          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2012          * lets see if we can place a single object there.
2013          */
2014         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2015         if (order <= slub_max_order)
2016                 return order;
2017
2018         /*
2019          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2020          */
2021         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2022         if (order < MAX_ORDER)
2023                 return order;
2024         return -ENOSYS;
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2029  */
2030 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2031                 unsigned long align, unsigned long size)
2032 {
2033         /*
2034          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2035          * suggestion if the object is sufficiently large.
2036          *
2037          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2038          * alignment though. If that is greater then use it.
2039          */
2040         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2041                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2042                 while (size <= ralign / 2)
2043                         ralign /= 2;
2044                 align = max(align, ralign);
2045         }
2046
2047         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2048                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2049
2050         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2051 }
2052
2053 static void
2054 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2055 {
2056         n->nr_partial = 0;
2057         spin_lock_init(&n->list_lock);
2058         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2059 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2060         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2061         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2062         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2063 #endif
2064 }
2065
2066 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu, kmalloc_percpu[KMALLOC_CACHES]);
2067
2068 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2069 {
2070         if (s < kmalloc_caches + KMALLOC_CACHES && s >= kmalloc_caches)
2071                 /*
2072                  * Boot time creation of the kmalloc array. Use static per cpu data
2073                  * since the per cpu allocator is not available yet.
2074                  */
2075                 s->cpu_slab = kmalloc_percpu + (s - kmalloc_caches);
2076         else
2077                 s->cpu_slab =  alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2078
2079         if (!s->cpu_slab)
2080                 return 0;
2081
2082         return 1;
2083 }
2084
2085 #ifdef CONFIG_NUMA
2086 /*
2087  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2088  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2089  * possible.
2090  *
2091  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2092  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2093  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2094  */
2095 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2096 {
2097         struct page *page;
2098         struct kmem_cache_node *n;
2099         unsigned long flags;
2100
2101         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2102
2103         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2104
2105         BUG_ON(!page);
2106         if (page_to_nid(page) != node) {
2107                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2108                                 "node %d\n", node);
2109                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2110                                 "in order to be able to continue\n");
2111         }
2112
2113         n = page->freelist;
2114         BUG_ON(!n);
2115         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2116         page->inuse++;
2117         kmalloc_caches->node[node] = n;
2118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2119         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2120         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2121 #endif
2122         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2123         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2124
2125         /*
2126          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2127          * so even though there cannot be a race this early in
2128          * the boot sequence, we still disable irqs.
2129          */
2130         local_irq_save(flags);
2131         add_partial(n, page, 0);
2132         local_irq_restore(flags);
2133 }
2134
2135 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2136 {
2137         int node;
2138
2139         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2140                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2141                 if (n)
2142                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2143                 s->node[node] = NULL;
2144         }
2145 }
2146
2147 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2148 {
2149         int node;
2150
2151         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2152                 struct kmem_cache_node *n;
2153
2154                 if (slab_state == DOWN) {
2155                         early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2156                         continue;
2157                 }
2158                 n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2159                                                 gfpflags, node);
2160
2161                 if (!n) {
2162                         free_kmem_cache_nodes(s);
2163                         return 0;
2164                 }
2165
2166                 s->node[node] = n;
2167                 init_kmem_cache_node(n, s);
2168         }
2169         return 1;
2170 }
2171 #else
2172 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2173 {
2174 }
2175
2176 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2177 {
2178         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2179         return 1;
2180 }
2181 #endif
2182
2183 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2184 {
2185         if (min < MIN_PARTIAL)
2186                 min = MIN_PARTIAL;
2187         else if (min > MAX_PARTIAL)
2188                 min = MAX_PARTIAL;
2189         s->min_partial = min;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2194  * a slab object.
2195  */
2196 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2197 {
2198         unsigned long flags = s->flags;
2199         unsigned long size = s->objsize;
2200         unsigned long align = s->align;
2201         int order;
2202
2203         /*
2204          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2205          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2206          * the possible location of the free pointer.
2207          */
2208         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2209
2210 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2211         /*
2212          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2213          * the slab may touch the object after free or before allocation
2214          * then we should never poison the object itself.
2215          */
2216         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2217                         !s->ctor)
2218                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2219         else
2220                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2221
2222
2223         /*
2224          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2225          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2226          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2227          */
2228         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2229                 size += sizeof(void *);
2230 #endif
2231
2232         /*
2233          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2234          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2235          */
2236         s->inuse = size;
2237
2238         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2239                 s->ctor)) {
2240                 /*
2241                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2242                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2243                  * kmem_cache_free.
2244                  *
2245                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2246                  * destructor or are poisoning the objects.
2247                  */
2248                 s->offset = size;
2249                 size += sizeof(void *);
2250         }
2251
2252 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2253         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2254                 /*
2255                  * Need to store information about allocs and frees after
2256                  * the object.
2257                  */
2258                 size += 2 * sizeof(struct track);
2259
2260         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2261                 /*
2262                  * Add some empty padding so that we can catch
2263                  * overwrites from earlier objects rather than let
2264                  * tracking information or the free pointer be
2265                  * corrupted if a user writes before the start
2266                  * of the object.
2267                  */
2268                 size += sizeof(void *);
2269 #endif
2270
2271         /*
2272          * Determine the alignment based on various parameters that the
2273          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2274          * on bootup.
2275          */
2276         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2277         s->align = align;
2278
2279         /*
2280          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2281          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2282          * each object to conform to the alignment.
2283          */
2284         size = ALIGN(size, align);
2285         s->size = size;
2286         if (forced_order >= 0)
2287                 order = forced_order;
2288         else
2289                 order = calculate_order(size);
2290
2291         if (order < 0)
2292                 return 0;
2293
2294         s->allocflags = 0;
2295         if (order)
2296                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2297
2298         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2299                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2300
2301         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2302                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2303
2304         /*
2305          * Determine the number of objects per slab
2306          */
2307         s->oo = oo_make(order, size);
2308         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2309         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2310                 s->max = s->oo;
2311
2312         return !!oo_objects(s->oo);
2313
2314 }
2315
2316 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2317                 const char *name, size_t size,
2318                 size_t align, unsigned long flags,
2319                 void (*ctor)(void *))
2320 {
2321         memset(s, 0, kmem_size);
2322         s->name = name;
2323         s->ctor = ctor;
2324         s->objsize = size;
2325         s->align = align;
2326         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2327
2328         if (!calculate_sizes(s, -1))
2329                 goto error;
2330         if (disable_higher_order_debug) {
2331                 /*
2332                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2333                  * order increased.
2334                  */
2335                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2336                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2337                         s->offset = 0;
2338                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2339                                 goto error;
2340                 }
2341         }
2342
2343         /*
2344          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2345          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2346          */
2347         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2348         s->refcount = 1;
2349 #ifdef CONFIG_NUMA
2350         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2351 #endif
2352         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2353                 goto error;
2354
2355         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2356                 return 1;
2357
2358         free_kmem_cache_nodes(s);
2359 error:
2360         if (flags & SLAB_PANIC)
2361                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2362                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2363                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2364                         s->offset, flags);
2365         return 0;
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Check if a given pointer is valid
2370  */
2371 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2372 {
2373         struct page *page;
2374
2375         if (!kern_ptr_validate(object, s->size))
2376                 return 0;
2377
2378         page = get_object_page(object);
2379
2380         if (!page || s != page->slab)
2381                 /* No slab or wrong slab */
2382                 return 0;
2383
2384         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2385                 return 0;
2386
2387         /*
2388          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2389          * But this would be too expensive and it seems that the main
2390          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2391          * to a certain slab.
2392          */
2393         return 1;
2394 }
2395 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2396
2397 /*
2398  * Determine the size of a slab object
2399  */
2400 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2401 {
2402         return s->objsize;
2403 }
2404 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2405
2406 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2407 {
2408         return s->name;
2409 }
2410 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2411
2412 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2413                                                         const char *text)
2414 {
2415 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2416         void *addr = page_address(page);
2417         void *p;
2418         long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) * sizeof(long),
2419                             GFP_ATOMIC);
2420
2421         if (!map)
2422                 return;
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         kfree(map);
2438 #endif
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2443  */
2444 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2445 {
2446         unsigned long flags;
2447         struct page *page, *h;
2448
2449         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2450         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2451                 if (!page->inuse) {
2452                         list_del(&page->lru);
2453                         discard_slab(s, page);
2454                         n->nr_partial--;
2455                 } else {
2456                         list_slab_objects(s, page,
2457                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2458                 }
2459         }
2460         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Release all resources used by a slab cache.
2465  */
2466 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2467 {
2468         int node;
2469
2470         flush_all(s);
2471         free_percpu(s->cpu_slab);
2472         /* Attempt to free all objects */
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                 if (kmem_cache_close(s)) {
2495                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2496                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2497                         dump_stack();
2498                 }
2499                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2500                         rcu_barrier();
2501                 sysfs_slab_remove(s);
2502         }
2503         up_write(&slub_lock);
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2506
2507 /********************************************************************
2508  *              Kmalloc subsystem
2509  *******************************************************************/
2510
2511 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_CACHES] __cacheline_aligned;
2512 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2513
2514 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2515 {
2516         get_option(&str, &slub_min_order);
2517
2518         return 1;
2519 }
2520
2521 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2522
2523 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2524 {
2525         get_option(&str, &slub_max_order);
2526         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2527
2528         return 1;
2529 }
2530
2531 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2532
2533 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2534 {
2535         get_option(&str, &slub_min_objects);
2536
2537         return 1;
2538 }
2539
2540 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2541
2542 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2543 {
2544         slub_nomerge = 1;
2545         return 1;
2546 }
2547
2548 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2549
2550 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2551                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2552 {
2553         unsigned int flags = 0;
2554
2555         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2556                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2557
2558         /*
2559          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2560          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2561          */
2562         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2563                                                                 flags, NULL))
2564                 goto panic;
2565
2566         list_add(&s->list, &slab_caches);
2567
2568         if (sysfs_slab_add(s))
2569                 goto panic;
2570         return s;
2571
2572 panic:
2573         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2574 }
2575
2576 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2577 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2578
2579 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2580 {
2581         struct kmem_cache *s;
2582
2583         down_write(&slub_lock);
2584         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2585                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2586                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2587                         sysfs_slab_add(s);
2588                 }
2589         }
2590         up_write(&slub_lock);
2591 }
2592
2593 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2594
2595 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2596 {
2597         struct kmem_cache *s;
2598         char *text;
2599         size_t realsize;
2600         unsigned long slabflags;
2601         int i;
2602
2603         s = kmalloc_caches_dma[index];
2604         if (s)
2605                 return s;
2606
2607         /* Dynamically create dma cache */
2608         if (flags & __GFP_WAIT)
2609                 down_write(&slub_lock);
2610         else {
2611                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2612                         goto out;
2613         }
2614
2615         if (kmalloc_caches_dma[index])
2616                 goto unlock_out;
2617
2618         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2619         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2620                          (unsigned int)realsize);
2621
2622         s = NULL;
2623         for (i = 0; i < KMALLOC_CACHES; i++)
2624                 if (!kmalloc_caches[i].size)
2625                         break;
2626
2627         BUG_ON(i >= KMALLOC_CACHES);
2628         s = kmalloc_caches + i;
2629
2630         /*
2631          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2632          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2633          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2634          * adding all existing slabs to sysfs.
2635          */
2636         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2637         if (slab_state >= SYSFS)
2638                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2639
2640         if (!text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2641                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2642                 s->size = 0;
2643                 kfree(text);
2644                 goto unlock_out;
2645         }
2646
2647         list_add(&s->list, &slab_caches);
2648         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2649
2650         if (slab_state >= SYSFS)
2651                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2652
2653 unlock_out:
2654         up_write(&slub_lock);
2655 out:
2656         return kmalloc_caches_dma[index];
2657 }
2658 #endif
2659
2660 /*
2661  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2662  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2663  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2664  * fls.
2665  */
2666 static s8 size_index[24] = {
2667         3,      /* 8 */
2668         4,      /* 16 */
2669         5,      /* 24 */
2670         5,      /* 32 */
2671         6,      /* 40 */
2672         6,      /* 48 */
2673         6,      /* 56 */
2674         6,      /* 64 */
2675         1,      /* 72 */
2676         1,      /* 80 */
2677         1,      /* 88 */
2678         1,      /* 96 */
2679         7,      /* 104 */
2680         7,      /* 112 */
2681         7,      /* 120 */
2682         7,      /* 128 */
2683         2,      /* 136 */
2684         2,      /* 144 */
2685         2,      /* 152 */
2686         2,      /* 160 */
2687         2,      /* 168 */
2688         2,      /* 176 */
2689         2,      /* 184 */
2690         2       /* 192 */
2691 };
2692
2693 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2694 {
2695         return (bytes - 1) / 8;
2696 }
2697
2698 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2699 {
2700         int index;
2701
2702         if (size <= 192) {
2703                 if (!size)
2704                         return ZERO_SIZE_PTR;
2705
2706                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2707         } else
2708                 index = fls(size - 1);
2709
2710 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2711         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2712                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2713
2714 #endif
2715         return &kmalloc_caches[index];
2716 }
2717
2718 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2719 {
2720         struct kmem_cache *s;
2721         void *ret;
2722
2723         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2724                 return kmalloc_large(size, flags);
2725
2726         s = get_slab(size, flags);
2727
2728         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2729                 return s;
2730
2731         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2732
2733         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2734
2735         return ret;
2736 }
2737 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2738
2739 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2740 {
2741         struct page *page;
2742         void *ptr = NULL;
2743
2744         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2745         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2746         if (page)
2747                 ptr = page_address(page);
2748
2749         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2750         return ptr;
2751 }
2752
2753 #ifdef CONFIG_NUMA
2754 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2755 {
2756         struct kmem_cache *s;
2757         void *ret;
2758
2759         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2760                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2761
2762                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2763                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2764                                    flags, node);
2765
2766                 return ret;
2767         }
2768
2769         s = get_slab(size, flags);
2770
2771         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2772                 return s;
2773
2774         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2775
2776         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2777
2778         return ret;
2779 }
2780 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2781 #endif
2782
2783 size_t ksize(const void *object)
2784 {
2785         struct page *page;
2786         struct kmem_cache *s;
2787
2788         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2789                 return 0;
2790
2791         page = virt_to_head_page(object);
2792
2793         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2794                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2795                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2796         }
2797         s = page->slab;
2798
2799 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2800         /*
2801          * Debugging requires use of the padding between object
2802          * and whatever may come after it.
2803          */
2804         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2805                 return s->objsize;
2806
2807 #endif
2808         /*
2809          * If we have the need to store the freelist pointer
2810          * back there or track user information then we can
2811          * only use the space before that information.
2812          */
2813         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2814                 return s->inuse;
2815         /*
2816          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2817          */
2818         return s->size;
2819 }
2820 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2821
2822 void kfree(const void *x)
2823 {
2824         struct page *page;
2825         void *object = (void *)x;
2826
2827         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2828
2829         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2830                 return;
2831
2832         page = virt_to_head_page(x);
2833         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2834                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2835                 kmemleak_free(x);
2836                 put_page(page);
2837                 return;
2838         }
2839         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2840 }
2841 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2842
2843 /*
2844  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2845  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2846  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2847  * and thus they can be removed from the partial lists.
2848  *
2849  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2850  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2851  * are freed in them.
2852  */
2853 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2854 {
2855         int node;
2856         int i;
2857         struct kmem_cache_node *n;
2858         struct page *page;
2859         struct page *t;
2860         int objects = oo_objects(s->max);
2861         struct list_head *slabs_by_inuse =
2862                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2863         unsigned long flags;
2864
2865         if (!slabs_by_inuse)
2866                 return -ENOMEM;
2867
2868         flush_all(s);
2869         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2870                 n = get_node(s, node);
2871
2872                 if (!n->nr_partial)
2873                         continue;
2874
2875                 for (i = 0; i < objects; i++)
2876                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2877
2878                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2879
2880                 /*
2881                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2882                  *
2883                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2884                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2885                  */
2886                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2887                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2888                                 /*
2889                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2890                                  * may have freed the last object and be
2891                                  * waiting to release the slab.
2892                                  */
2893                                 list_del(&page->lru);
2894                                 n->nr_partial--;
2895                                 slab_unlock(page);
2896                                 discard_slab(s, page);
2897                         } else {
2898                                 list_move(&page->lru,
2899                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2900                         }
2901                 }
2902
2903                 /*
2904                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2905                  * first and the least used slabs at the end.
2906                  */
2907                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2908                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2909
2910                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2911         }
2912
2913         kfree(slabs_by_inuse);
2914         return 0;
2915 }
2916 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2917
2918 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2919 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2920 {
2921         struct kmem_cache *s;
2922
2923         down_read(&slub_lock);
2924         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2925                 kmem_cache_shrink(s);
2926         up_read(&slub_lock);
2927
2928         return 0;
2929 }
2930
2931 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2932 {
2933         struct kmem_cache_node *n;
2934         struct kmem_cache *s;
2935         struct memory_notify *marg = arg;
2936         int offline_node;
2937
2938         offline_node = marg->status_change_nid;
2939
2940         /*
2941          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2942          * for it yet.
2943          */
2944         if (offline_node < 0)
2945                 return;
2946
2947         down_read(&slub_lock);
2948         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2949                 n = get_node(s, offline_node);
2950                 if (n) {
2951                         /*
2952                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2953                          * that is going down. We were unable to free them,
2954                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2955                          * callback. So, we must fail.
2956                          */
2957                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2958
2959                         s->node[offline_node] = NULL;
2960                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2961                 }
2962         }
2963         up_read(&slub_lock);
2964 }
2965
2966 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2967 {
2968         struct kmem_cache_node *n;
2969         struct kmem_cache *s;
2970         struct memory_notify *marg = arg;
2971         int nid = marg->status_change_nid;
2972         int ret = 0;
2973
2974         /*
2975          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2976          * already created. Nothing to do.
2977          */
2978         if (nid < 0)
2979                 return 0;
2980
2981         /*
2982          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2983          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2984          * online.
2985          */
2986         down_read(&slub_lock);
2987         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2988                 /*
2989                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2990                  *      since memory is not yet available from the node that
2991                  *      is brought up.
2992                  */
2993                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2994                 if (!n) {
2995                         ret = -ENOMEM;
2996                         goto out;
2997                 }
2998                 init_kmem_cache_node(n, s);
2999                 s->node[nid] = n;
3000         }
3001 out:
3002         up_read(&slub_lock);
3003         return ret;
3004 }
3005
3006 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3007                                 unsigned long action, void *arg)
3008 {
3009         int ret = 0;
3010
3011         switch (action) {
3012         case MEM_GOING_ONLINE:
3013                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3014                 break;
3015         case MEM_GOING_OFFLINE:
3016                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3017                 break;
3018         case MEM_OFFLINE:
3019         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3020                 slab_mem_offline_callback(arg);
3021                 break;
3022         case MEM_ONLINE:
3023         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3024                 break;
3025         }
3026         if (ret)
3027                 ret = notifier_from_errno(ret);
3028         else
3029                 ret = NOTIFY_OK;
3030         return ret;
3031 }
3032
3033 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3034
3035 /********************************************************************
3036  *                      Basic setup of slabs
3037  *******************************************************************/
3038
3039 void __init kmem_cache_init(void)
3040 {
3041         int i;
3042         int caches = 0;
3043
3044 #ifdef CONFIG_NUMA
3045         /*
3046          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3047          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3048          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3049          */
3050         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3051                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3052         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3053         caches++;
3054
3055         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3056 #endif
3057
3058         /* Able to allocate the per node structures */
3059         slab_state = PARTIAL;
3060
3061         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3062         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3063                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3064                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3065                 caches++;
3066         }
3067         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3068                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3069                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3070                 caches++;
3071         }
3072
3073         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3074                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3075                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3076                 caches++;
3077         }
3078
3079
3080         /*
3081          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3082          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3083          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3084          *
3085          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3086          * handle the index determination for the smaller caches.
3087          *
3088          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3089          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3090          */
3091         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3092                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3093
3094         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3095                 int elem = size_index_elem(i);
3096                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3097                         break;
3098                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3099         }
3100
3101         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3102                 /*
3103                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3104                  * is 64 byte.
3105                  */
3106                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3107                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3108         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3109                 /*
3110                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3111                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3112                  * instead.
3113                  */
3114                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3115                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3116         }
3117
3118         slab_state = UP;
3119
3120         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3121         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3122                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3123
3124                 BUG_ON(!s);
3125                 kmalloc_caches[i].name = s;
3126         }
3127
3128 #ifdef CONFIG_SMP
3129         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3130 #endif
3131 #ifdef CONFIG_NUMA
3132         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3133                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3134 #else
3135         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3136 #endif
3137
3138         printk(KERN_INFO
3139                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3140                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3141                 caches, cache_line_size(),
3142                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3143                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3144 }
3145
3146 void __init kmem_cache_init_late(void)
3147 {
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Find a mergeable slab cache
3152  */
3153 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3154 {
3155         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3156                 return 1;
3157
3158         if (s->ctor)
3159                 return 1;
3160
3161         /*
3162          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3163          */
3164         if (s->refcount < 0)
3165                 return 1;
3166
3167         return 0;
3168 }
3169
3170 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3171                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3172                 void (*ctor)(void *))
3173 {
3174         struct kmem_cache *s;
3175
3176         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3177                 return NULL;
3178
3179         if (ctor)
3180                 return NULL;
3181
3182         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3183         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3184         size = ALIGN(size, align);
3185         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3186
3187         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3188                 if (slab_unmergeable(s))
3189                         continue;
3190
3191                 if (size > s->size)
3192                         continue;
3193
3194                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3195                                 continue;
3196                 /*
3197                  * Check if alignment is compatible.
3198                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3199                  */
3200                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3201                         continue;
3202
3203                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3204                         continue;
3205
3206                 return s;
3207         }
3208         return NULL;
3209 }
3210
3211 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3212                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3213 {
3214         struct kmem_cache *s;
3215
3216         if (WARN_ON(!name))
3217                 return NULL;
3218
3219         down_write(&slub_lock);
3220         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3221         if (s) {
3222                 s->refcount++;
3223                 /*
3224                  * Adjust the object sizes so that we clear
3225                  * the complete object on kzalloc.
3226                  */
3227                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3228                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3229
3230                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3231                         s->refcount--;
3232                         goto err;
3233                 }
3234                 up_write(&slub_lock);
3235                 return s;
3236         }
3237
3238         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3239         if (s) {
3240                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3241                                 size, align, flags, ctor)) {
3242                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3243                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3244                                 list_del(&s->list);
3245                                 kfree(s);
3246                                 goto err;
3247                         }
3248                         up_write(&slub_lock);
3249                         return s;
3250                 }
3251                 kfree(s);
3252         }
3253         up_write(&slub_lock);
3254
3255 err:
3256         if (flags & SLAB_PANIC)
3257                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3258         else
3259                 s = NULL;
3260         return s;
3261 }
3262 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3263
3264 #ifdef CONFIG_SMP
3265 /*
3266  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3267  * necessary.
3268  */
3269 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3270                 unsigned long action, void *hcpu)
3271 {
3272         long cpu = (long)hcpu;
3273         struct kmem_cache *s;
3274         unsigned long flags;
3275
3276         switch (action) {
3277         case CPU_UP_CANCELED:
3278         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3279         case CPU_DEAD:
3280         case CPU_DEAD_FROZEN:
3281                 down_read(&slub_lock);
3282                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3283                         local_irq_save(flags);
3284                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3285                         local_irq_restore(flags);
3286                 }
3287                 up_read(&slub_lock);
3288                 break;
3289         default:
3290                 break;
3291         }
3292         return NOTIFY_OK;
3293 }
3294
3295 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3296         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3297 };
3298
3299 #endif
3300
3301 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3302 {
3303         struct kmem_cache *s;
3304         void *ret;
3305
3306         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3307                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3308
3309         s = get_slab(size, gfpflags);
3310
3311         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3312                 return s;
3313
3314         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3315
3316         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3317         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3318
3319         return ret;
3320 }
3321
3322 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3323                                         int node, unsigned long caller)
3324 {
3325         struct kmem_cache *s;
3326         void *ret;
3327
3328         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3329                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3330
3331                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3332                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3333                                    gfpflags, node);
3334
3335                 return ret;
3336         }
3337
3338         s = get_slab(size, gfpflags);
3339
3340         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3341                 return s;
3342
3343         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3344
3345         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3346         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3347
3348         return ret;
3349 }
3350
3351 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3352 static int count_inuse(struct page *page)
3353 {
3354         return page->inuse;
3355 }
3356
3357 static int count_total(struct page *page)
3358 {
3359         return page->objects;
3360 }
3361
3362 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3363                                                 unsigned long *map)
3364 {
3365         void *p;
3366         void *addr = page_address(page);
3367
3368         if (!check_slab(s, page) ||
3369                         !on_freelist(s, page, NULL))
3370                 return 0;
3371
3372         /* Now we know that a valid freelist exists */
3373         bitmap_zero(map, page->objects);
3374
3375         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3376                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3377                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3378                         return 0;
3379         }
3380
3381         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3382                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3383                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3384                                 return 0;
3385         return 1;
3386 }
3387
3388 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3389                                                 unsigned long *map)
3390 {
3391         if (slab_trylock(page)) {
3392                 validate_slab(s, page, map);
3393                 slab_unlock(page);
3394         } else
3395                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3396                         s->name, page);
3397 }
3398
3399 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3400                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3401 {
3402         unsigned long count = 0;
3403         struct page *page;
3404         unsigned long flags;
3405
3406         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3407
3408         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3409                 validate_slab_slab(s, page, map);
3410                 count++;
3411         }
3412         if (count != n->nr_partial)
3413                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3414                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3415
3416         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3417                 goto out;
3418
3419         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3420                 validate_slab_slab(s, page, map);
3421                 count++;
3422         }
3423         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3424                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3425                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3426                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3427
3428 out:
3429         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3430         return count;
3431 }
3432
3433 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3434 {
3435         int node;
3436         unsigned long count = 0;
3437         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3438                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3439
3440         if (!map)
3441                 return -ENOMEM;
3442
3443         flush_all(s);
3444         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3445                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3446
3447                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3448         }
3449         kfree(map);
3450         return count;
3451 }
3452
3453 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3454 static void resiliency_test(void)
3455 {
3456         u8 *p;
3457
3458         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3459         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3460         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3461
3462         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3463         p[16] = 0x12;
3464         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3465                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3466
3467         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3468
3469         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3470         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3471         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3472         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3473                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3474         printk(KERN_ERR
3475                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3476
3477         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3478         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3479         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3480         *p = 0x56;
3481         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3482                                                                         p);
3483         printk(KERN_ERR
3484                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3485         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3486
3487         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3488         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3489         kfree(p);
3490         *p = 0x78;
3491         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3492         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3493
3494         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3495         kfree(p);
3496         p[50] = 0x9a;
3497         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3498                         p);
3499         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3500
3501         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3502         kfree(p);
3503         p[512] = 0xab;
3504         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3505         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3506 }
3507 #else
3508 static void resiliency_test(void) {};
3509 #endif
3510
3511 /*
3512  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3513  * and freed.
3514  */
3515
3516 struct location {
3517         unsigned long count;
3518         unsigned long addr;
3519         long long sum_time;
3520         long min_time;
3521         long max_time;
3522         long min_pid;
3523         long max_pid;
3524         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3525         nodemask_t nodes;
3526 };
3527
3528 struct loc_track {
3529         unsigned long max;
3530         unsigned long count;
3531         struct location *loc;
3532 };
3533
3534 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3535 {
3536         if (t->max)
3537                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3538                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3539 }
3540
3541 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3542 {
3543         struct location *l;
3544         int order;
3545
3546         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3547
3548         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3549         if (!l)
3550                 return 0;
3551
3552         if (t->count) {
3553                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3554                 free_loc_track(t);
3555         }
3556         t->max = max;
3557         t->loc = l;
3558         return 1;
3559 }
3560
3561 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3562                                 const struct track *track)
3563 {
3564         long start, end, pos;
3565         struct location *l;
3566         unsigned long caddr;
3567         unsigned long age = jiffies - track->when;
3568
3569         start = -1;
3570         end = t->count;
3571
3572         for ( ; ; ) {
3573                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3574
3575                 /*
3576                  * There is nothing at "end". If we end up there
3577                  * we need to add something to before end.
3578                  */
3579                 if (pos == end)
3580                         break;
3581
3582                 caddr = t->loc[pos].addr;
3583                 if (track->addr == caddr) {
3584
3585                         l = &t->loc[pos];
3586                         l->count++;
3587                         if (track->when) {
3588                                 l->sum_time += age;
3589                                 if (age < l->min_time)
3590                                         l->min_time = age;
3591                                 if (age > l->max_time)
3592                                         l->max_time = age;
3593
3594                                 if (track->pid < l->min_pid)
3595                                         l->min_pid = track->pid;
3596                                 if (track->pid > l->max_pid)
3597                                         l->max_pid = track->pid;
3598
3599                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3600                                                 to_cpumask(l->cpus));
3601                         }
3602                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3603                         return 1;
3604                 }
3605
3606                 if (track->addr < caddr)
3607                         end = pos;
3608                 else
3609                         start = pos;
3610         }
3611
3612         /*
3613          * Not found. Insert new tracking element.
3614          */
3615         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3616                 return 0;
3617
3618         l = t->loc + pos;
3619         if (pos < t->count)
3620                 memmove(l + 1, l,
3621                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3622         t->count++;
3623         l->count = 1;
3624         l->addr = track->addr;
3625         l->sum_time = age;
3626         l->min_time = age;
3627         l->max_time = age;
3628         l->min_pid = track->pid;
3629         l->max_pid = track->pid;
3630         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3631         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3632         nodes_clear(l->nodes);
3633         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3634         return 1;
3635 }
3636
3637 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3638                 struct page *page, enum track_item alloc,
3639                 long *map)
3640 {
3641         void *addr = page_address(page);
3642         void *p;
3643
3644         bitmap_zero(map, page->objects);
3645         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3646                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3647
3648         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3649                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3650                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3651 }
3652
3653 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3654                                         enum track_item alloc)
3655 {
3656         int len = 0;
3657         unsigned long i;
3658         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3659         int node;
3660         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3661                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3662
3663         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3664                                      GFP_TEMPORARY)) {
3665                 kfree(map);
3666                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3667         }
3668         /* Push back cpu slabs */
3669         flush_all(s);
3670
3671         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3672                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3673                 unsigned long flags;
3674                 struct page *page;
3675
3676                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3677                         continue;
3678
3679                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3680                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3681                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3682                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3683                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3684                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3685         }
3686
3687         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3688                 struct location *l = &t.loc[i];
3689
3690                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3691                         break;
3692                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3693
3694                 if (l->addr)
3695                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3696                 else
3697                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3698
3699                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3700                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3701                                 l->min_time,
3702                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3703                                 l->max_time);
3704                 } else
3705                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3706                                 l->min_time);
3707
3708                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3709                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3710                                 l->min_pid, l->max_pid);
3711                 else
3712                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3713                                 l->min_pid);
3714
3715                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3716                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3717                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3718                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3719                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3720                                                  to_cpumask(l->cpus));
3721                 }
3722
3723                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3724                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3725                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3726                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3727                                         l->nodes);
3728                 }
3729
3730                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3731         }
3732
3733         free_loc_track(&t);
3734         kfree(map);
3735         if (!t.count)
3736                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3737         return len;
3738 }
3739
3740 enum slab_stat_type {
3741         SL_ALL,                 /* All slabs */
3742         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3743         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3744         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3745         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3746 };
3747
3748 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3749 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3750 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3751 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3752 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3753
3754 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3755                             char *buf, unsigned long flags)
3756 {
3757         unsigned long total = 0;
3758         int node;
3759         int x;
3760         unsigned long *nodes;
3761         unsigned long *per_cpu;
3762
3763         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3764         if (!nodes)
3765                 return -ENOMEM;
3766         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3767
3768         if (flags & SO_CPU) {
3769                 int cpu;
3770
3771                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3772                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3773
3774                         if (!c || c->node < 0)
3775                                 continue;
3776
3777                         if (c->page) {
3778                                         if (flags & SO_TOTAL)
3779                                                 x = c->page->objects;
3780                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3781                                         x = c->page->inuse;
3782                                 else
3783                                         x = 1;
3784
3785                                 total += x;
3786                                 nodes[c->node] += x;
3787                         }
3788                         per_cpu[c->node]++;
3789                 }
3790         }
3791
3792         if (flags & SO_ALL) {
3793                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3794                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3795
3796                 if (flags & SO_TOTAL)
3797                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3798                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3799                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3800                                 count_partial(n, count_free);
3801
3802                         else
3803                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3804                         total += x;
3805                         nodes[node] += x;
3806                 }
3807
3808         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3809                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3810                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3811
3812                         if (flags & SO_TOTAL)
3813                                 x = count_partial(n, count_total);
3814                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3815                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3816                         else
3817                                 x = n->nr_partial;
3818                         total += x;
3819                         nodes[node] += x;
3820                 }
3821         }
3822         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3823 #ifdef CONFIG_NUMA
3824         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3825                 if (nodes[node])
3826                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3827                                         node, nodes[node]);
3828 #endif
3829         kfree(nodes);
3830         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3831 }
3832
3833 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3834 {
3835         int node;
3836
3837         for_each_online_node(node) {
3838                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3839
3840                 if (!n)
3841                         continue;
3842
3843                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3844                         return 1;
3845         }
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3850 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3851
3852 struct slab_attribute {
3853         struct attribute attr;
3854         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3855         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3856 };
3857
3858 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3859         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3860
3861 #define SLAB_ATTR(_name) \
3862         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3863         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3864
3865 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3866 {
3867         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3868 }
3869 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3870
3871 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3872 {
3873         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3874 }
3875 SLAB_ATTR_RO(align);
3876
3877 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3878 {
3879         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3880 }
3881 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3882
3883 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3884 {
3885         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3886 }
3887 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3888
3889 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3890                                 const char *buf, size_t length)
3891 {
3892         unsigned long order;
3893         int err;
3894
3895         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3896         if (err)
3897                 return err;
3898
3899         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3900                 return -EINVAL;
3901
3902         calculate_sizes(s, order);
3903         return length;
3904 }
3905
3906 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3907 {
3908         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3909 }
3910 SLAB_ATTR(order);
3911
3912 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3913 {
3914         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3915 }
3916
3917 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3918                                  size_t length)
3919 {
3920         unsigned long min;
3921         int err;
3922
3923         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3924         if (err)
3925                 return err;
3926
3927         set_min_partial(s, min);
3928         return length;
3929 }
3930 SLAB_ATTR(min_partial);
3931
3932 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3933 {
3934         if (s->ctor) {
3935                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3936
3937                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3938         }
3939         return 0;
3940 }
3941 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3942
3943 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3944 {
3945         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3946 }
3947 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3948
3949 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3950 {
3951         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3952 }
3953 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3954
3955 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3956 {
3957         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3958 }
3959 SLAB_ATTR_RO(partial);
3960
3961 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3962 {
3963         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3964 }
3965 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3966
3967 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3968 {
3969         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3970 }
3971 SLAB_ATTR_RO(objects);
3972
3973 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3974 {
3975         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3976 }
3977 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3978
3979 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3980 {
3981         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3982 }
3983 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3984
3985 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3986 {
3987         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3988 }
3989
3990 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3991                                 const char *buf, size_t length)
3992 {
3993         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3994         if (buf[0] == '1')
3995                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3996         return length;
3997 }
3998 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3999
4000 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4001 {
4002         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4003 }
4004
4005 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4006                                                         size_t length)
4007 {
4008         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4009         if (buf[0] == '1')
4010                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4011         return length;
4012 }
4013 SLAB_ATTR(trace);
4014
4015 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4016 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4017 {
4018         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4019 }
4020
4021 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4022                                                         size_t length)
4023 {
4024         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4025         if (buf[0] == '1')
4026                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4027         return length;
4028 }
4029 SLAB_ATTR(failslab);
4030 #endif
4031
4032 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4033 {
4034         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4035 }
4036
4037 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4038                                 const char *buf, size_t length)
4039 {
4040         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4041         if (buf[0] == '1')
4042                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4043         return length;
4044 }
4045 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4046
4047 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4048 {
4049         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4050 }
4051 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4052
4053 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4054 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4055 {
4056         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4057 }
4058 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4059 #endif
4060
4061 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4062 {
4063         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4064 }
4065 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4066
4067 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4068 {
4069         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4070 }
4071
4072 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4073                                 const char *buf, size_t length)
4074 {
4075         if (any_slab_objects(s))
4076                 return -EBUSY;
4077
4078         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4079         if (buf[0] == '1')
4080                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4081         calculate_sizes(s, -1);
4082         return length;
4083 }
4084 SLAB_ATTR(red_zone);
4085
4086 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4087 {
4088         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4089 }
4090
4091 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4092                                 const char *buf, size_t length)
4093 {
4094         if (any_slab_objects(s))
4095                 return -EBUSY;
4096
4097         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4098         if (buf[0] == '1')
4099                 s->flags |= SLAB_POISON;
4100         calculate_sizes(s, -1);
4101         return length;
4102 }
4103 SLAB_ATTR(poison);
4104
4105 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4106 {
4107         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4108 }
4109
4110 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4111                                 const char *buf, size_t length)
4112 {
4113         if (any_slab_objects(s))
4114                 return -EBUSY;
4115
4116         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4117         if (buf[0] == '1')
4118                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4119         calculate_sizes(s, -1);
4120         return length;
4121 }
4122 SLAB_ATTR(store_user);
4123
4124 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4125 {
4126         return 0;
4127 }
4128
4129 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4130                         const char *buf, size_t length)
4131 {
4132         int ret = -EINVAL;
4133
4134         if (buf[0] == '1') {
4135                 ret = validate_slab_cache(s);
4136                 if (ret >= 0)
4137                         ret = length;
4138         }
4139         return ret;
4140 }
4141 SLAB_ATTR(validate);
4142
4143 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4144 {
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4149                         const char *buf, size_t length)
4150 {
4151         if (buf[0] == '1') {
4152                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4153
4154                 if (rc)
4155                         return rc;
4156         } else
4157                 return -EINVAL;
4158         return length;
4159 }
4160 SLAB_ATTR(shrink);
4161
4162 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4163 {
4164         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4165                 return -ENOSYS;
4166         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4167 }
4168 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4169
4170 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4171 {
4172         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4173                 return -ENOSYS;
4174         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4175 }
4176 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4177
4178 #ifdef CONFIG_NUMA
4179 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4180 {
4181         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4182 }
4183
4184 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4185                                 const char *buf, size_t length)
4186 {
4187         unsigned long ratio;
4188         int err;
4189
4190         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4191         if (err)
4192                 return err;
4193
4194         if (ratio <= 100)
4195                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4196
4197         return length;
4198 }
4199 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4200 #endif
4201
4202 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4203 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4204 {
4205         unsigned long sum  = 0;
4206         int cpu;
4207         int len;
4208         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4209
4210         if (!data)
4211                 return -ENOMEM;
4212
4213         for_each_online_cpu(cpu) {
4214                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4215
4216                 data[cpu] = x;
4217                 sum += x;
4218         }
4219
4220         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4221
4222 #ifdef CONFIG_SMP
4223         for_each_online_cpu(cpu) {
4224                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4225                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4226         }
4227 #endif
4228         kfree(data);
4229         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4230 }
4231
4232 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4233 {
4234         int cpu;
4235
4236         for_each_online_cpu(cpu)
4237                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4238 }
4239
4240 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4241 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4242 {                                                               \
4243         return show_stat(s, buf, si);                           \
4244 }                                                               \
4245 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4246                                 const char *buf, size_t length) \
4247 {                                                               \
4248         if (buf[0] != '0')                                      \
4249                 return -EINVAL;                                 \
4250         clear_stat(s, si);                                      \
4251         return length;                                          \
4252 }                                                               \
4253 SLAB_ATTR(text);                                                \
4254
4255 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4256 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4257 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4258 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4259 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4260 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4261 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4262 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4263 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4264 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4265 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4266 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4267 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4268 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4269 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4270 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4271 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4272 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4273 #endif
4274
4275 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4276         &slab_size_attr.attr,
4277         &object_size_attr.attr,
4278         &objs_per_slab_attr.attr,
4279         &order_attr.attr,
4280         &min_partial_attr.attr,
4281         &objects_attr.attr,
4282         &objects_partial_attr.attr,
4283         &total_objects_attr.attr,
4284         &slabs_attr.attr,
4285         &partial_attr.attr,
4286         &cpu_slabs_attr.attr,
4287         &ctor_attr.attr,
4288         &aliases_attr.attr,
4289         &align_attr.attr,
4290         &sanity_checks_attr.attr,
4291         &trace_attr.attr,
4292         &hwcache_align_attr.attr,
4293         &reclaim_account_attr.attr,
4294         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4295         &red_zone_attr.attr,
4296         &poison_attr.attr,
4297         &store_user_attr.attr,
4298         &validate_attr.attr,
4299         &shrink_attr.attr,
4300         &alloc_calls_attr.attr,
4301         &free_calls_attr.attr,
4302 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4303         &cache_dma_attr.attr,
4304 #endif
4305 #ifdef CONFIG_NUMA
4306         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4307 #endif
4308 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4309         &alloc_fastpath_attr.attr,
4310         &alloc_slowpath_attr.attr,
4311         &free_fastpath_attr.attr,
4312         &free_slowpath_attr.attr,
4313         &free_frozen_attr.attr,
4314         &free_add_partial_attr.attr,
4315         &free_remove_partial_attr.attr,
4316         &alloc_from_partial_attr.attr,
4317         &alloc_slab_attr.attr,
4318         &alloc_refill_attr.attr,
4319         &free_slab_attr.attr,
4320         &cpuslab_flush_attr.attr,
4321         &deactivate_full_attr.attr,
4322         &deactivate_empty_attr.attr,
4323         &deactivate_to_head_attr.attr,
4324         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4325         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4326         &order_fallback_attr.attr,
4327 #endif
4328 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4329         &failslab_attr.attr,
4330 #endif
4331
4332         NULL
4333 };
4334
4335 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4336         .attrs = slab_attrs,
4337 };
4338
4339 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4340                                 struct attribute *attr,
4341                                 char *buf)
4342 {
4343         struct slab_attribute *attribute;
4344         struct kmem_cache *s;
4345         int err;
4346
4347         attribute = to_slab_attr(attr);
4348         s = to_slab(kobj);
4349
4350         if (!attribute->show)
4351                 return -EIO;
4352
4353         err = attribute->show(s, buf);
4354
4355         return err;
4356 }
4357
4358 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4359                                 struct attribute *attr,
4360                                 const char *buf, size_t len)
4361 {
4362         struct slab_attribute *attribute;
4363         struct kmem_cache *s;
4364         int err;
4365
4366         attribute = to_slab_attr(attr);
4367         s = to_slab(kobj);
4368
4369         if (!attribute->store)
4370                 return -EIO;
4371
4372         err = attribute->store(s, buf, len);
4373
4374         return err;
4375 }
4376
4377 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4378 {
4379         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4380
4381         kfree(s);
4382 }
4383
4384 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4385         .show = slab_attr_show,
4386         .store = slab_attr_store,
4387 };
4388
4389 static struct kobj_type slab_ktype = {
4390         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4391         .release = kmem_cache_release
4392 };
4393
4394 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4395 {
4396         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4397
4398         if (ktype == &slab_ktype)
4399                 return 1;
4400         return 0;
4401 }
4402
4403 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4404         .filter = uevent_filter,
4405 };
4406
4407 static struct kset *slab_kset;
4408
4409 #define ID_STR_LENGTH 64
4410
4411 /* Create a unique string id for a slab cache:
4412  *
4413  * Format       :[flags-]size
4414  */
4415 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4416 {
4417         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4418         char *p = name;
4419
4420         BUG_ON(!name);
4421
4422         *p++ = ':';
4423         /*
4424          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4425          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4426          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4427          * are matched during merging to guarantee that the id is
4428          * unique.
4429          */
4430         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4431                 *p++ = 'd';
4432         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4433                 *p++ = 'a';
4434         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4435                 *p++ = 'F';
4436         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4437                 *p++ = 't';
4438         if (p != name + 1)
4439                 *p++ = '-';
4440         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4441         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4442         return name;
4443 }
4444
4445 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4446 {
4447         int err;
4448         const char *name;
4449         int unmergeable;
4450
4451         if (slab_state < SYSFS)
4452                 /* Defer until later */
4453                 return 0;
4454
4455         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4456         if (unmergeable) {
4457                 /*
4458                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4459                  * This is typically the case for debug situations. In that
4460                  * case we can catch duplicate names easily.
4461                  */
4462                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4463                 name = s->name;
4464         } else {
4465                 /*
4466                  * Create a unique name for the slab as a target
4467                  * for the symlinks.
4468                  */
4469                 name = create_unique_id(s);
4470         }
4471
4472         s->kobj.kset = slab_kset;
4473         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4474         if (err) {
4475                 kobject_put(&s->kobj);
4476                 return err;
4477         }
4478
4479         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4480         if (err) {
4481                 kobject_del(&s->kobj);
4482                 kobject_put(&s->kobj);
4483                 return err;
4484         }
4485         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4486         if (!unmergeable) {
4487                 /* Setup first alias */
4488                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4489                 kfree(name);
4490         }
4491         return 0;
4492 }
4493
4494 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4495 {
4496         if (slab_state < SYSFS)
4497                 /*
4498                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4499                  * cache from sysfs.
4500                  */
4501                 return;
4502
4503         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4504         kobject_del(&s->kobj);
4505         kobject_put(&s->kobj);
4506 }
4507
4508 /*
4509  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4510  * available lest we lose that information.
4511  */
4512 struct saved_alias {
4513         struct kmem_cache *s;
4514         const char *name;
4515         struct saved_alias *next;
4516 };
4517
4518 static struct saved_alias *alias_list;
4519
4520 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4521 {
4522         struct saved_alias *al;
4523
4524         if (slab_state == SYSFS) {
4525                 /*
4526                  * If we have a leftover link then remove it.
4527                  */
4528                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4529                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4530         }
4531
4532         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4533         if (!al)
4534                 return -ENOMEM;
4535
4536         al->s = s;
4537         al->name = name;
4538         al->next = alias_list;
4539         alias_list = al;
4540         return 0;
4541 }
4542
4543 static int __init slab_sysfs_init(void)
4544 {
4545         struct kmem_cache *s;
4546         int err;
4547
4548         down_write(&slub_lock);
4549
4550         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4551         if (!slab_kset) {
4552                 up_write(&slub_lock);
4553                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4554                 return -ENOSYS;
4555         }
4556
4557         slab_state = SYSFS;
4558
4559         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4560                 err = sysfs_slab_add(s);
4561                 if (err)
4562                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4563                                                 " to sysfs\n", s->name);
4564         }
4565
4566         while (alias_list) {
4567                 struct saved_alias *al = alias_list;
4568
4569                 alias_list = alias_list->next;
4570                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4571                 if (err)
4572                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4573                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4574                 kfree(al);
4575         }
4576
4577         up_write(&slub_lock);
4578         resiliency_test();
4579         return 0;
4580 }
4581
4582 __initcall(slab_sysfs_init);
4583 #endif
4584
4585 /*
4586  * The /proc/slabinfo ABI
4587  */
4588 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4589 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4590 {
4591         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4592         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4593                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4594         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4595         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4596         seq_putc(m, '\n');
4597 }
4598
4599 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4600 {
4601         loff_t n = *pos;
4602
4603         down_read(&slub_lock);
4604         if (!n)
4605                 print_slabinfo_header(m);
4606
4607         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4608 }
4609
4610 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4611 {
4612         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4613 }
4614
4615 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4616 {
4617         up_read(&slub_lock);
4618 }
4619
4620 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4621 {
4622         unsigned long nr_partials = 0;
4623         unsigned long nr_slabs = 0;
4624         unsigned long nr_inuse = 0;
4625         unsigned long nr_objs = 0;
4626         unsigned long nr_free = 0;
4627         struct kmem_cache *s;
4628         int node;
4629
4630         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4631
4632         for_each_online_node(node) {
4633                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4634
4635                 if (!n)
4636                         continue;
4637
4638                 nr_partials += n->nr_partial;
4639                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4640                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4641                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4642         }
4643
4644         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4645
4646         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4647                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4648                    (1 << oo_order(s->oo)));
4649         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4650         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4651                    0UL);
4652         seq_putc(m, '\n');
4653         return 0;
4654 }
4655
4656 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4657         .start = s_start,
4658         .next = s_next,
4659         .stop = s_stop,
4660         .show = s_show,
4661 };
4662
4663 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4664 {
4665         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4666 }
4667
4668 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4669         .open           = slabinfo_open,
4670         .read           = seq_read,
4671         .llseek         = seq_lseek,
4672         .release        = seq_release,
4673 };
4674
4675 static int __init slab_proc_init(void)
4676 {
4677         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4678         return 0;
4679 }
4680 module_init(slab_proc_init);
4681 #endif /* CONFIG_SLABINFO */