failslab: add ability to filter slab caches
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemtrace.h>
21 #include <linux/kmemcheck.h>
22 #include <linux/cpu.h>
23 #include <linux/cpuset.h>
24 #include <linux/mempolicy.h>
25 #include <linux/ctype.h>
26 #include <linux/debugobjects.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/memory.h>
29 #include <linux/math64.h>
30 #include <linux/fault-inject.h>
31
32 /*
33  * Lock order:
34  *   1. slab_lock(page)
35  *   2. slab->list_lock
36  *
37  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
38  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
39  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
40  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
41  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
42  *   the page_struct of the slab.
43  *
44  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
45  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
46  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
47  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
48  *   modified without taking the list lock).
49  *
50  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
51  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
52  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
53  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
54  *   the list lock.
55  *
56  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
57  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
58  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
59  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
60  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
61  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
62  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
63  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
64  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
65  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
66  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
67  *   no danger of cacheline contention.
68  *
69  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
70  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
71  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
72  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
73  *
74  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
75  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
76  *
77  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
78  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
79  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
80  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
81  * cannot scan all objects.
82  *
83  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
84  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
85  * fast frees and allocs.
86  *
87  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
88  *
89  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
90  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
91  *                      such as satisfying allocations for a specific
92  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
93  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
94  *                      list operations. It is up to the processor holding
95  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
96  *                      when the slab is no longer needed.
97  *
98  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
99  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
100  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
101  *                      freelist that allows lockless access to
102  *                      free objects in addition to the regular freelist
103  *                      that requires the slab lock.
104  *
105  * PageError            Slab requires special handling due to debug
106  *                      options set. This moves slab handling out of
107  *                      the fast path and disables lockless freelists.
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
111 #define SLABDEBUG 1
112 #else
113 #define SLABDEBUG 0
114 #endif
115
116 /*
117  * Issues still to be resolved:
118  *
119  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
120  *
121  * - Variable sizing of the per node arrays
122  */
123
124 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
125 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
126
127 /*
128  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
129  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
130  */
131 #define MIN_PARTIAL 5
132
133 /*
134  * Maximum number of desirable partial slabs.
135  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
136  * sort the partial list by the number of objects in the.
137  */
138 #define MAX_PARTIAL 10
139
140 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
141                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
142
143 /*
144  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
145  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
146  * metadata.
147  */
148 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Set of flags that will prevent slab merging
152  */
153 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
154                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
155                 SLAB_FAILSLAB)
156
157 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
158                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
159
160 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
161 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
162 #endif
163
164 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
166 #endif
167
168 #define OO_SHIFT        16
169 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
170 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
171
172 /* Internal SLUB flags */
173 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
174 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
175
176 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
177
178 #ifdef CONFIG_SMP
179 static struct notifier_block slab_notifier;
180 #endif
181
182 static enum {
183         DOWN,           /* No slab functionality available */
184         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
185         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
186         SYSFS           /* Sysfs up */
187 } slab_state = DOWN;
188
189 /* A list of all slab caches on the system */
190 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
191 static LIST_HEAD(slab_caches);
192
193 /*
194  * Tracking user of a slab.
195  */
196 struct track {
197         unsigned long addr;     /* Called from address */
198         int cpu;                /* Was running on cpu */
199         int pid;                /* Pid context */
200         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
201 };
202
203 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
204
205 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
206 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
207 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
208 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
209
210 #else
211 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
212 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
213                                                         { return 0; }
214 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
215 {
216         kfree(s);
217 }
218
219 #endif
220
221 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
222 {
223 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
224         c->stat[si]++;
225 #endif
226 }
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 int slab_is_available(void)
233 {
234         return slab_state >= UP;
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
238 {
239 #ifdef CONFIG_NUMA
240         return s->node[node];
241 #else
242         return &s->local_node;
243 #endif
244 }
245
246 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
247 {
248 #ifdef CONFIG_SMP
249         return s->cpu_slab[cpu];
250 #else
251         return &s->cpu_slab;
252 #endif
253 }
254
255 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
256 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
257                                 struct page *page, const void *object)
258 {
259         void *base;
260
261         if (!object)
262                 return 1;
263
264         base = page_address(page);
265         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
266                 (object - base) % s->size) {
267                 return 0;
268         }
269
270         return 1;
271 }
272
273 /*
274  * Slow version of get and set free pointer.
275  *
276  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
277  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
278  * from the page struct.
279  */
280 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
281 {
282         return *(void **)(object + s->offset);
283 }
284
285 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
286 {
287         *(void **)(object + s->offset) = fp;
288 }
289
290 /* Loop over all objects in a slab */
291 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
292         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
293                         __p += (__s)->size)
294
295 /* Scan freelist */
296 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
297         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
298
299 /* Determine object index from a given position */
300 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
301 {
302         return (p - addr) / s->size;
303 }
304
305 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
306                                                 unsigned long size)
307 {
308         struct kmem_cache_order_objects x = {
309                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
310         };
311
312         return x;
313 }
314
315 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
316 {
317         return x.x >> OO_SHIFT;
318 }
319
320 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
321 {
322         return x.x & OO_MASK;
323 }
324
325 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
326 /*
327  * Debug settings:
328  */
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
330 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
331 #else
332 static int slub_debug;
333 #endif
334
335 static char *slub_debug_slabs;
336 static int disable_higher_order_debug;
337
338 /*
339  * Object debugging
340  */
341 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
342 {
343         int i, offset;
344         int newline = 1;
345         char ascii[17];
346
347         ascii[16] = 0;
348
349         for (i = 0; i < length; i++) {
350                 if (newline) {
351                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
352                         newline = 0;
353                 }
354                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
355                 offset = i % 16;
356                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
357                 if (offset == 15) {
358                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
359                         newline = 1;
360                 }
361         }
362         if (!newline) {
363                 i %= 16;
364                 while (i < 16) {
365                         printk(KERN_CONT "   ");
366                         ascii[i] = ' ';
367                         i++;
368                 }
369                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
370         }
371 }
372
373 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
374         enum track_item alloc)
375 {
376         struct track *p;
377
378         if (s->offset)
379                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
380         else
381                 p = object + s->inuse;
382
383         return p + alloc;
384 }
385
386 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
387                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
388 {
389         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
390
391         if (addr) {
392                 p->addr = addr;
393                 p->cpu = smp_processor_id();
394                 p->pid = current->pid;
395                 p->when = jiffies;
396         } else
397                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
398 }
399
400 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
401 {
402         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
403                 return;
404
405         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
406         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
407 }
408
409 static void print_track(const char *s, struct track *t)
410 {
411         if (!t->addr)
412                 return;
413
414         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
415                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
416 }
417
418 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
419 {
420         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
421                 return;
422
423         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
424         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
425 }
426
427 static void print_page_info(struct page *page)
428 {
429         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
430                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
431
432 }
433
434 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
435 {
436         va_list args;
437         char buf[100];
438
439         va_start(args, fmt);
440         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
441         va_end(args);
442         printk(KERN_ERR "========================================"
443                         "=====================================\n");
444         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
445         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
446                         "-------------------------------------\n\n");
447 }
448
449 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
450 {
451         va_list args;
452         char buf[100];
453
454         va_start(args, fmt);
455         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
456         va_end(args);
457         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
458 }
459
460 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
461 {
462         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
463         u8 *addr = page_address(page);
464
465         print_tracking(s, p);
466
467         print_page_info(page);
468
469         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
470                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
471
472         if (p > addr + 16)
473                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
474
475         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
476
477         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
478                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
479                         s->inuse - s->objsize);
480
481         if (s->offset)
482                 off = s->offset + sizeof(void *);
483         else
484                 off = s->inuse;
485
486         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
487                 off += 2 * sizeof(struct track);
488
489         if (off != s->size)
490                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
491                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
492
493         dump_stack();
494 }
495
496 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
497                         u8 *object, char *reason)
498 {
499         slab_bug(s, "%s", reason);
500         print_trailer(s, page, object);
501 }
502
503 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
504 {
505         va_list args;
506         char buf[100];
507
508         va_start(args, fmt);
509         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
510         va_end(args);
511         slab_bug(s, "%s", buf);
512         print_page_info(page);
513         dump_stack();
514 }
515
516 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
517 {
518         u8 *p = object;
519
520         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
521                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
522                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
523         }
524
525         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
526                 memset(p + s->objsize,
527                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
528                         s->inuse - s->objsize);
529 }
530
531 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
532 {
533         while (bytes) {
534                 if (*start != (u8)value)
535                         return start;
536                 start++;
537                 bytes--;
538         }
539         return NULL;
540 }
541
542 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
543                                                 void *from, void *to)
544 {
545         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
546         memset(from, data, to - from);
547 }
548
549 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
550                         u8 *object, char *what,
551                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
552 {
553         u8 *fault;
554         u8 *end;
555
556         fault = check_bytes(start, value, bytes);
557         if (!fault)
558                 return 1;
559
560         end = start + bytes;
561         while (end > fault && end[-1] == value)
562                 end--;
563
564         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
565         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
566                                         fault, end - 1, fault[0], value);
567         print_trailer(s, page, object);
568
569         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
570         return 0;
571 }
572
573 /*
574  * Object layout:
575  *
576  * object address
577  *      Bytes of the object to be managed.
578  *      If the freepointer may overlay the object then the free
579  *      pointer is the first word of the object.
580  *
581  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
582  *      0xa5 (POISON_END)
583  *
584  * object + s->objsize
585  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
586  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
587  *      objsize == inuse.
588  *
589  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
590  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
591  *
592  * object + s->inuse
593  *      Meta data starts here.
594  *
595  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
596  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
597  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
598  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
599  *              before the word boundary.
600  *
601  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
602  *
603  * object + s->size
604  *      Nothing is used beyond s->size.
605  *
606  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
607  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
608  * may be used with merged slabcaches.
609  */
610
611 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
612 {
613         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
614
615         if (s->offset)
616                 /* Freepointer is placed after the object. */
617                 off += sizeof(void *);
618
619         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
620                 /* We also have user information there */
621                 off += 2 * sizeof(struct track);
622
623         if (s->size == off)
624                 return 1;
625
626         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
627                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
628 }
629
630 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
631 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
632 {
633         u8 *start;
634         u8 *fault;
635         u8 *end;
636         int length;
637         int remainder;
638
639         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
640                 return 1;
641
642         start = page_address(page);
643         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
644         end = start + length;
645         remainder = length % s->size;
646         if (!remainder)
647                 return 1;
648
649         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
650         if (!fault)
651                 return 1;
652         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
653                 end--;
654
655         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
656         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
657
658         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
659         return 0;
660 }
661
662 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
663                                         void *object, int active)
664 {
665         u8 *p = object;
666         u8 *endobject = object + s->objsize;
667
668         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
669                 unsigned int red =
670                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
671
672                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
673                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
674                         return 0;
675         } else {
676                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
677                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
678                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
679                 }
680         }
681
682         if (s->flags & SLAB_POISON) {
683                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
684                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
685                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
686                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
687                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
688                         return 0;
689                 /*
690                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
691                  */
692                 check_pad_bytes(s, page, p);
693         }
694
695         if (!s->offset && active)
696                 /*
697                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
698                  * freepointer while object is allocated.
699                  */
700                 return 1;
701
702         /* Check free pointer validity */
703         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
704                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
705                 /*
706                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
707                  * of the free objects in this slab. May cause
708                  * another error because the object count is now wrong.
709                  */
710                 set_freepointer(s, p, NULL);
711                 return 0;
712         }
713         return 1;
714 }
715
716 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
717 {
718         int maxobj;
719
720         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
721
722         if (!PageSlab(page)) {
723                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
724                 return 0;
725         }
726
727         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
728         if (page->objects > maxobj) {
729                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
730                         s->name, page->objects, maxobj);
731                 return 0;
732         }
733         if (page->inuse > page->objects) {
734                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
735                         s->name, page->inuse, page->objects);
736                 return 0;
737         }
738         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
739         slab_pad_check(s, page);
740         return 1;
741 }
742
743 /*
744  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
745  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
746  */
747 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
748 {
749         int nr = 0;
750         void *fp = page->freelist;
751         void *object = NULL;
752         unsigned long max_objects;
753
754         while (fp && nr <= page->objects) {
755                 if (fp == search)
756                         return 1;
757                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
758                         if (object) {
759                                 object_err(s, page, object,
760                                         "Freechain corrupt");
761                                 set_freepointer(s, object, NULL);
762                                 break;
763                         } else {
764                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
765                                 page->freelist = NULL;
766                                 page->inuse = page->objects;
767                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
768                                 return 0;
769                         }
770                         break;
771                 }
772                 object = fp;
773                 fp = get_freepointer(s, object);
774                 nr++;
775         }
776
777         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
778         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
779                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
780
781         if (page->objects != max_objects) {
782                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
783                         "should be %d", page->objects, max_objects);
784                 page->objects = max_objects;
785                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
786         }
787         if (page->inuse != page->objects - nr) {
788                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
789                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
790                 page->inuse = page->objects - nr;
791                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
792         }
793         return search == NULL;
794 }
795
796 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
797                                                                 int alloc)
798 {
799         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
800                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
801                         s->name,
802                         alloc ? "alloc" : "free",
803                         object, page->inuse,
804                         page->freelist);
805
806                 if (!alloc)
807                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
808
809                 dump_stack();
810         }
811 }
812
813 /*
814  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
815  */
816 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
817 {
818         spin_lock(&n->list_lock);
819         list_add(&page->lru, &n->full);
820         spin_unlock(&n->list_lock);
821 }
822
823 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
824 {
825         struct kmem_cache_node *n;
826
827         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
828                 return;
829
830         n = get_node(s, page_to_nid(page));
831
832         spin_lock(&n->list_lock);
833         list_del(&page->lru);
834         spin_unlock(&n->list_lock);
835 }
836
837 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
838 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
839 {
840         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
841
842         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
843 }
844
845 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
846 {
847         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
848 }
849
850 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
851 {
852         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
853
854         /*
855          * May be called early in order to allocate a slab for the
856          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
857          * dilemma by deferring the increment of the count during
858          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
859          */
860         if (!NUMA_BUILD || n) {
861                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
862                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
863         }
864 }
865 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
866 {
867         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
868
869         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
870         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
871 }
872
873 /* Object debug checks for alloc/free paths */
874 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
875                                                                 void *object)
876 {
877         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
878                 return;
879
880         init_object(s, object, 0);
881         init_tracking(s, object);
882 }
883
884 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
885                                         void *object, unsigned long addr)
886 {
887         if (!check_slab(s, page))
888                 goto bad;
889
890         if (!on_freelist(s, page, object)) {
891                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
892                 goto bad;
893         }
894
895         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
896                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
897                 goto bad;
898         }
899
900         if (!check_object(s, page, object, 0))
901                 goto bad;
902
903         /* Success perform special debug activities for allocs */
904         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
905                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
906         trace(s, page, object, 1);
907         init_object(s, object, 1);
908         return 1;
909
910 bad:
911         if (PageSlab(page)) {
912                 /*
913                  * If this is a slab page then lets do the best we can
914                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
915                  * as used avoids touching the remaining objects.
916                  */
917                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
918                 page->inuse = page->objects;
919                 page->freelist = NULL;
920         }
921         return 0;
922 }
923
924 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
925                                         void *object, unsigned long addr)
926 {
927         if (!check_slab(s, page))
928                 goto fail;
929
930         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
931                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
932                 goto fail;
933         }
934
935         if (on_freelist(s, page, object)) {
936                 object_err(s, page, object, "Object already free");
937                 goto fail;
938         }
939
940         if (!check_object(s, page, object, 1))
941                 return 0;
942
943         if (unlikely(s != page->slab)) {
944                 if (!PageSlab(page)) {
945                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
946                                 "outside of slab", object);
947                 } else if (!page->slab) {
948                         printk(KERN_ERR
949                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
950                                                 object);
951                         dump_stack();
952                 } else
953                         object_err(s, page, object,
954                                         "page slab pointer corrupt.");
955                 goto fail;
956         }
957
958         /* Special debug activities for freeing objects */
959         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
960                 remove_full(s, page);
961         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
962                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
963         trace(s, page, object, 0);
964         init_object(s, object, 0);
965         return 1;
966
967 fail:
968         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
969         return 0;
970 }
971
972 static int __init setup_slub_debug(char *str)
973 {
974         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
975         if (*str++ != '=' || !*str)
976                 /*
977                  * No options specified. Switch on full debugging.
978                  */
979                 goto out;
980
981         if (*str == ',')
982                 /*
983                  * No options but restriction on slabs. This means full
984                  * debugging for slabs matching a pattern.
985                  */
986                 goto check_slabs;
987
988         if (tolower(*str) == 'o') {
989                 /*
990                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
991                  * would increase as a result.
992                  */
993                 disable_higher_order_debug = 1;
994                 goto out;
995         }
996
997         slub_debug = 0;
998         if (*str == '-')
999                 /*
1000                  * Switch off all debugging measures.
1001                  */
1002                 goto out;
1003
1004         /*
1005          * Determine which debug features should be switched on
1006          */
1007         for (; *str && *str != ','; str++) {
1008                 switch (tolower(*str)) {
1009                 case 'f':
1010                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1011                         break;
1012                 case 'z':
1013                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1014                         break;
1015                 case 'p':
1016                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1017                         break;
1018                 case 'u':
1019                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1020                         break;
1021                 case 't':
1022                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1023                         break;
1024                 case 'a':
1025                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1026                         break;
1027                 default:
1028                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1029                                 "unknown. skipped\n", *str);
1030                 }
1031         }
1032
1033 check_slabs:
1034         if (*str == ',')
1035                 slub_debug_slabs = str + 1;
1036 out:
1037         return 1;
1038 }
1039
1040 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1041
1042 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1043         unsigned long flags, const char *name,
1044         void (*ctor)(void *))
1045 {
1046         /*
1047          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1048          */
1049         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1050                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1051                 flags |= slub_debug;
1052
1053         return flags;
1054 }
1055 #else
1056 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1057                         struct page *page, void *object) {}
1058
1059 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1060         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1061
1062 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1063         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1064
1065 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1066                         { return 1; }
1067 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1068                         void *object, int active) { return 1; }
1069 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1070 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1071         unsigned long flags, const char *name,
1072         void (*ctor)(void *))
1073 {
1074         return flags;
1075 }
1076 #define slub_debug 0
1077
1078 #define disable_higher_order_debug 0
1079
1080 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1081                                                         { return 0; }
1082 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1083                                                         { return 0; }
1084 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1085                                                         int objects) {}
1086 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1087                                                         int objects) {}
1088 #endif
1089
1090 /*
1091  * Slab allocation and freeing
1092  */
1093 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1094                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1095 {
1096         int order = oo_order(oo);
1097
1098         flags |= __GFP_NOTRACK;
1099
1100         if (node == -1)
1101                 return alloc_pages(flags, order);
1102         else
1103                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1104 }
1105
1106 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1107 {
1108         struct page *page;
1109         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1110         gfp_t alloc_gfp;
1111
1112         flags |= s->allocflags;
1113
1114         /*
1115          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1116          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1117          */
1118         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1119
1120         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1121         if (unlikely(!page)) {
1122                 oo = s->min;
1123                 /*
1124                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1125                  * Try a lower order alloc if possible
1126                  */
1127                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1128                 if (!page)
1129                         return NULL;
1130
1131                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1132         }
1133
1134         if (kmemcheck_enabled
1135                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1136                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1137
1138                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1139
1140                 /*
1141                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1142                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1143                  */
1144                 if (s->ctor)
1145                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1146                 else
1147                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1148         }
1149
1150         page->objects = oo_objects(oo);
1151         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1152                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1153                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1154                 1 << oo_order(oo));
1155
1156         return page;
1157 }
1158
1159 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1160                                 void *object)
1161 {
1162         setup_object_debug(s, page, object);
1163         if (unlikely(s->ctor))
1164                 s->ctor(object);
1165 }
1166
1167 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1168 {
1169         struct page *page;
1170         void *start;
1171         void *last;
1172         void *p;
1173
1174         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1175
1176         page = allocate_slab(s,
1177                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1178         if (!page)
1179                 goto out;
1180
1181         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1182         page->slab = s;
1183         page->flags |= 1 << PG_slab;
1184         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1185                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1186                 __SetPageSlubDebug(page);
1187
1188         start = page_address(page);
1189
1190         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1191                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1192
1193         last = start;
1194         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1195                 setup_object(s, page, last);
1196                 set_freepointer(s, last, p);
1197                 last = p;
1198         }
1199         setup_object(s, page, last);
1200         set_freepointer(s, last, NULL);
1201
1202         page->freelist = start;
1203         page->inuse = 0;
1204 out:
1205         return page;
1206 }
1207
1208 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1209 {
1210         int order = compound_order(page);
1211         int pages = 1 << order;
1212
1213         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page))) {
1214                 void *p;
1215
1216                 slab_pad_check(s, page);
1217                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1218                                                 page->objects)
1219                         check_object(s, page, p, 0);
1220                 __ClearPageSlubDebug(page);
1221         }
1222
1223         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1224
1225         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1226                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1227                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1228                 -pages);
1229
1230         __ClearPageSlab(page);
1231         reset_page_mapcount(page);
1232         if (current->reclaim_state)
1233                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1234         __free_pages(page, order);
1235 }
1236
1237 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1238 {
1239         struct page *page;
1240
1241         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1242         __free_slab(page->slab, page);
1243 }
1244
1245 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1246 {
1247         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1248                 /*
1249                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1250                  */
1251                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1252
1253                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1254         } else
1255                 __free_slab(s, page);
1256 }
1257
1258 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1259 {
1260         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1261         free_slab(s, page);
1262 }
1263
1264 /*
1265  * Per slab locking using the pagelock
1266  */
1267 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1268 {
1269         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1270 }
1271
1272 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1273 {
1274         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1275 }
1276
1277 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1278 {
1279         int rc = 1;
1280
1281         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1282         return rc;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Management of partially allocated slabs
1287  */
1288 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1289                                 struct page *page, int tail)
1290 {
1291         spin_lock(&n->list_lock);
1292         n->nr_partial++;
1293         if (tail)
1294                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1295         else
1296                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1297         spin_unlock(&n->list_lock);
1298 }
1299
1300 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1301 {
1302         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1303
1304         spin_lock(&n->list_lock);
1305         list_del(&page->lru);
1306         n->nr_partial--;
1307         spin_unlock(&n->list_lock);
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Lock slab and remove from the partial list.
1312  *
1313  * Must hold list_lock.
1314  */
1315 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1316                                                         struct page *page)
1317 {
1318         if (slab_trylock(page)) {
1319                 list_del(&page->lru);
1320                 n->nr_partial--;
1321                 __SetPageSlubFrozen(page);
1322                 return 1;
1323         }
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1329  */
1330 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1331 {
1332         struct page *page;
1333
1334         /*
1335          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1336          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1337          * partial slab and there is none available then get_partials()
1338          * will return NULL.
1339          */
1340         if (!n || !n->nr_partial)
1341                 return NULL;
1342
1343         spin_lock(&n->list_lock);
1344         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1345                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1346                         goto out;
1347         page = NULL;
1348 out:
1349         spin_unlock(&n->list_lock);
1350         return page;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1355  */
1356 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1357 {
1358 #ifdef CONFIG_NUMA
1359         struct zonelist *zonelist;
1360         struct zoneref *z;
1361         struct zone *zone;
1362         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1363         struct page *page;
1364
1365         /*
1366          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1367          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1368          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1369          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1370          *
1371          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1372          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1373          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1374          * from other nodes and filled up.
1375          *
1376          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1377          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1378          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1379          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1380          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1381          * with available objects.
1382          */
1383         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1384                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1385                 return NULL;
1386
1387         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1388         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1389                 struct kmem_cache_node *n;
1390
1391                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1392
1393                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1394                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1395                         page = get_partial_node(n);
1396                         if (page)
1397                                 return page;
1398                 }
1399         }
1400 #endif
1401         return NULL;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Get a partial page, lock it and return it.
1406  */
1407 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1408 {
1409         struct page *page;
1410         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1411
1412         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1413         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1414                 return page;
1415
1416         return get_any_partial(s, flags);
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Move a page back to the lists.
1421  *
1422  * Must be called with the slab lock held.
1423  *
1424  * On exit the slab lock will have been dropped.
1425  */
1426 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1427 {
1428         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1429         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1430
1431         __ClearPageSlubFrozen(page);
1432         if (page->inuse) {
1433
1434                 if (page->freelist) {
1435                         add_partial(n, page, tail);
1436                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1437                 } else {
1438                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1439                         if (SLABDEBUG && PageSlubDebug(page) &&
1440                                                 (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1441                                 add_full(n, page);
1442                 }
1443                 slab_unlock(page);
1444         } else {
1445                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1446                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1447                         /*
1448                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1449                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1450                          * to come after the other slabs with objects in
1451                          * so that the others get filled first. That way the
1452                          * size of the partial list stays small.
1453                          *
1454                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1455                          * the partial list.
1456                          */
1457                         add_partial(n, page, 1);
1458                         slab_unlock(page);
1459                 } else {
1460                         slab_unlock(page);
1461                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1462                         discard_slab(s, page);
1463                 }
1464         }
1465 }
1466
1467 /*
1468  * Remove the cpu slab
1469  */
1470 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1471 {
1472         struct page *page = c->page;
1473         int tail = 1;
1474
1475         if (page->freelist)
1476                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1477         /*
1478          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1479          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1480          * to occur.
1481          */
1482         while (unlikely(c->freelist)) {
1483                 void **object;
1484
1485                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1486
1487                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1488                 object = c->freelist;
1489                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1490
1491                 /* And put onto the regular freelist */
1492                 object[c->offset] = page->freelist;
1493                 page->freelist = object;
1494                 page->inuse--;
1495         }
1496         c->page = NULL;
1497         unfreeze_slab(s, page, tail);
1498 }
1499
1500 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1501 {
1502         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1503         slab_lock(c->page);
1504         deactivate_slab(s, c);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Flush cpu slab.
1509  *
1510  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1511  */
1512 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1513 {
1514         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1515
1516         if (likely(c && c->page))
1517                 flush_slab(s, c);
1518 }
1519
1520 static void flush_cpu_slab(void *d)
1521 {
1522         struct kmem_cache *s = d;
1523
1524         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1525 }
1526
1527 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1528 {
1529         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1534  * locality expectations.
1535  */
1536 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1537 {
1538 #ifdef CONFIG_NUMA
1539         if (node != -1 && c->node != node)
1540                 return 0;
1541 #endif
1542         return 1;
1543 }
1544
1545 static int count_free(struct page *page)
1546 {
1547         return page->objects - page->inuse;
1548 }
1549
1550 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1551                                         int (*get_count)(struct page *))
1552 {
1553         unsigned long flags;
1554         unsigned long x = 0;
1555         struct page *page;
1556
1557         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1558         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1559                 x += get_count(page);
1560         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1561         return x;
1562 }
1563
1564 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1565 {
1566 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1567         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1568 #else
1569         return 0;
1570 #endif
1571 }
1572
1573 static noinline void
1574 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1575 {
1576         int node;
1577
1578         printk(KERN_WARNING
1579                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1580                 nid, gfpflags);
1581         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1582                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1583                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1584
1585         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1586                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1587                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1588
1589         for_each_online_node(node) {
1590                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1591                 unsigned long nr_slabs;
1592                 unsigned long nr_objs;
1593                 unsigned long nr_free;
1594
1595                 if (!n)
1596                         continue;
1597
1598                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1599                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1600                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1601
1602                 printk(KERN_WARNING
1603                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1604                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1605         }
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1610  * debugging duties.
1611  *
1612  * Interrupts are disabled.
1613  *
1614  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1615  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1616  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1617  *
1618  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1619  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1620  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1621  *
1622  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1623  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1624  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1625  */
1626 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1627                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1628 {
1629         void **object;
1630         struct page *new;
1631
1632         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1633         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1634
1635         if (!c->page)
1636                 goto new_slab;
1637
1638         slab_lock(c->page);
1639         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1640                 goto another_slab;
1641
1642         stat(c, ALLOC_REFILL);
1643
1644 load_freelist:
1645         object = c->page->freelist;
1646         if (unlikely(!object))
1647                 goto another_slab;
1648         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(c->page)))
1649                 goto debug;
1650
1651         c->freelist = object[c->offset];
1652         c->page->inuse = c->page->objects;
1653         c->page->freelist = NULL;
1654         c->node = page_to_nid(c->page);
1655 unlock_out:
1656         slab_unlock(c->page);
1657         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1658         return object;
1659
1660 another_slab:
1661         deactivate_slab(s, c);
1662
1663 new_slab:
1664         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1665         if (new) {
1666                 c->page = new;
1667                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1668                 goto load_freelist;
1669         }
1670
1671         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1672                 local_irq_enable();
1673
1674         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1675
1676         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1677                 local_irq_disable();
1678
1679         if (new) {
1680                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1681                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1682                 if (c->page)
1683                         flush_slab(s, c);
1684                 slab_lock(new);
1685                 __SetPageSlubFrozen(new);
1686                 c->page = new;
1687                 goto load_freelist;
1688         }
1689         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1690                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1691         return NULL;
1692 debug:
1693         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1694                 goto another_slab;
1695
1696         c->page->inuse++;
1697         c->page->freelist = object[c->offset];
1698         c->node = -1;
1699         goto unlock_out;
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1704  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1705  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1706  *
1707  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1708  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1709  *
1710  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1711  */
1712 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1713                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1714 {
1715         void **object;
1716         struct kmem_cache_cpu *c;
1717         unsigned long flags;
1718         unsigned int objsize;
1719
1720         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1721
1722         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1723         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1724
1725         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags, s->flags))
1726                 return NULL;
1727
1728         local_irq_save(flags);
1729         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1730         objsize = c->objsize;
1731         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1732
1733                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1734
1735         else {
1736                 object = c->freelist;
1737                 c->freelist = object[c->offset];
1738                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1739         }
1740         local_irq_restore(flags);
1741
1742         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1743                 memset(object, 0, objsize);
1744
1745         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, c->objsize);
1746         kmemleak_alloc_recursive(object, objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1747
1748         return object;
1749 }
1750
1751 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1752 {
1753         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1754
1755         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1756
1757         return ret;
1758 }
1759 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1760
1761 #ifdef CONFIG_TRACING
1762 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1763 {
1764         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, _RET_IP_);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1767 #endif
1768
1769 #ifdef CONFIG_NUMA
1770 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1771 {
1772         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1773
1774         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1775                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1776
1777         return ret;
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1780 #endif
1781
1782 #ifdef CONFIG_TRACING
1783 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1784                                     gfp_t gfpflags,
1785                                     int node)
1786 {
1787         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1790 #endif
1791
1792 /*
1793  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1794  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1795  *
1796  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1797  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1798  * handling required then we can return immediately.
1799  */
1800 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1801                         void *x, unsigned long addr, unsigned int offset)
1802 {
1803         void *prior;
1804         void **object = (void *)x;
1805         struct kmem_cache_cpu *c;
1806
1807         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1808         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1809         slab_lock(page);
1810
1811         if (unlikely(SLABDEBUG && PageSlubDebug(page)))
1812                 goto debug;
1813
1814 checks_ok:
1815         prior = object[offset] = page->freelist;
1816         page->freelist = object;
1817         page->inuse--;
1818
1819         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1820                 stat(c, FREE_FROZEN);
1821                 goto out_unlock;
1822         }
1823
1824         if (unlikely(!page->inuse))
1825                 goto slab_empty;
1826
1827         /*
1828          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1829          * then add it.
1830          */
1831         if (unlikely(!prior)) {
1832                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1833                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1834         }
1835
1836 out_unlock:
1837         slab_unlock(page);
1838         return;
1839
1840 slab_empty:
1841         if (prior) {
1842                 /*
1843                  * Slab still on the partial list.
1844                  */
1845                 remove_partial(s, page);
1846                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1847         }
1848         slab_unlock(page);
1849         stat(c, FREE_SLAB);
1850         discard_slab(s, page);
1851         return;
1852
1853 debug:
1854         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1855                 goto out_unlock;
1856         goto checks_ok;
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1861  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1862  *
1863  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1864  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1865  * the item before.
1866  *
1867  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1868  * with all sorts of special processing.
1869  */
1870 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1871                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1872 {
1873         void **object = (void *)x;
1874         struct kmem_cache_cpu *c;
1875         unsigned long flags;
1876
1877         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1878         local_irq_save(flags);
1879         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1880         kmemcheck_slab_free(s, object, c->objsize);
1881         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1882         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1883                 debug_check_no_obj_freed(object, c->objsize);
1884         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1885                 object[c->offset] = c->freelist;
1886                 c->freelist = object;
1887                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1888         } else
1889                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1890
1891         local_irq_restore(flags);
1892 }
1893
1894 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1895 {
1896         struct page *page;
1897
1898         page = virt_to_head_page(x);
1899
1900         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1901
1902         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1905
1906 /* Figure out on which slab page the object resides */
1907 static struct page *get_object_page(const void *x)
1908 {
1909         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1910
1911         if (!PageSlab(page))
1912                 return NULL;
1913
1914         return page;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1919  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1920  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1921  * another.
1922  *
1923  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1924  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1925  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1926  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1927  * locking overhead.
1928  */
1929
1930 /*
1931  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1932  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1933  * and increases the number of allocations possible without having to
1934  * take the list_lock.
1935  */
1936 static int slub_min_order;
1937 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1938 static int slub_min_objects;
1939
1940 /*
1941  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1942  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1943  */
1944 static int slub_nomerge;
1945
1946 /*
1947  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1948  *
1949  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1950  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1951  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1952  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1953  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1954  * would be wasted.
1955  *
1956  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1957  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1958  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1959  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1960  *
1961  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1962  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1963  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1964  * of space in favor of a small page order.
1965  *
1966  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1967  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1968  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1969  * the smallest order which will fit the object.
1970  */
1971 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1972                                 int max_order, int fract_leftover)
1973 {
1974         int order;
1975         int rem;
1976         int min_order = slub_min_order;
1977
1978         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1979                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1980
1981         for (order = max(min_order,
1982                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1983                         order <= max_order; order++) {
1984
1985                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1986
1987                 if (slab_size < min_objects * size)
1988                         continue;
1989
1990                 rem = slab_size % size;
1991
1992                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1993                         break;
1994
1995         }
1996
1997         return order;
1998 }
1999
2000 static inline int calculate_order(int size)
2001 {
2002         int order;
2003         int min_objects;
2004         int fraction;
2005         int max_objects;
2006
2007         /*
2008          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2009          * works by first attempting to generate a layout with
2010          * the best configuration and backing off gradually.
2011          *
2012          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2013          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2014          */
2015         min_objects = slub_min_objects;
2016         if (!min_objects)
2017                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2018         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2019         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2020
2021         while (min_objects > 1) {
2022                 fraction = 16;
2023                 while (fraction >= 4) {
2024                         order = slab_order(size, min_objects,
2025                                                 slub_max_order, fraction);
2026                         if (order <= slub_max_order)
2027                                 return order;
2028                         fraction /= 2;
2029                 }
2030                 min_objects--;
2031         }
2032
2033         /*
2034          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2035          * lets see if we can place a single object there.
2036          */
2037         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2038         if (order <= slub_max_order)
2039                 return order;
2040
2041         /*
2042          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2043          */
2044         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2045         if (order < MAX_ORDER)
2046                 return order;
2047         return -ENOSYS;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2052  */
2053 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2054                 unsigned long align, unsigned long size)
2055 {
2056         /*
2057          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2058          * suggestion if the object is sufficiently large.
2059          *
2060          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2061          * alignment though. If that is greater then use it.
2062          */
2063         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2064                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2065                 while (size <= ralign / 2)
2066                         ralign /= 2;
2067                 align = max(align, ralign);
2068         }
2069
2070         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2071                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2072
2073         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2074 }
2075
2076 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2077                         struct kmem_cache_cpu *c)
2078 {
2079         c->page = NULL;
2080         c->freelist = NULL;
2081         c->node = 0;
2082         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
2083         c->objsize = s->objsize;
2084 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
2085         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
2086 #endif
2087 }
2088
2089 static void
2090 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2091 {
2092         n->nr_partial = 0;
2093         spin_lock_init(&n->list_lock);
2094         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2095 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2096         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2097         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2098         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2099 #endif
2100 }
2101
2102 #ifdef CONFIG_SMP
2103 /*
2104  * Per cpu array for per cpu structures.
2105  *
2106  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
2107  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
2108  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
2109  * beneficial for the kmalloc caches.
2110  *
2111  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
2112  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
2113  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
2114  *
2115  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
2116  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
2117  */
2118 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
2119
2120 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu [NR_KMEM_CACHE_CPU],
2121                       kmem_cache_cpu);
2122
2123 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
2124 static DECLARE_BITMAP(kmem_cach_cpu_free_init_once, CONFIG_NR_CPUS);
2125
2126 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
2127                                                         int cpu, gfp_t flags)
2128 {
2129         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2130
2131         if (c)
2132                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
2133                                 (void *)c->freelist;
2134         else {
2135                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
2136                 c = kmalloc_node(
2137                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2138                         flags, cpu_to_node(cpu));
2139                 if (!c)
2140                         return NULL;
2141         }
2142
2143         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2144         return c;
2145 }
2146
2147 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2148 {
2149         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2150                         c >= per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2151                 kfree(c);
2152                 return;
2153         }
2154         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2155         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2156 }
2157
2158 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2159 {
2160         int cpu;
2161
2162         for_each_online_cpu(cpu) {
2163                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2164
2165                 if (c) {
2166                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2167                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2168                 }
2169         }
2170 }
2171
2172 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2173 {
2174         int cpu;
2175
2176         for_each_online_cpu(cpu) {
2177                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2178
2179                 if (c)
2180                         continue;
2181
2182                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2183                 if (!c) {
2184                         free_kmem_cache_cpus(s);
2185                         return 0;
2186                 }
2187                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2188         }
2189         return 1;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Initialize the per cpu array.
2194  */
2195 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2196 {
2197         int i;
2198
2199         if (cpumask_test_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once)))
2200                 return;
2201
2202         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2203                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2204
2205         cpumask_set_cpu(cpu, to_cpumask(kmem_cach_cpu_free_init_once));
2206 }
2207
2208 static void __init init_alloc_cpu(void)
2209 {
2210         int cpu;
2211
2212         for_each_online_cpu(cpu)
2213                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2214   }
2215
2216 #else
2217 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2218 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2219
2220 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2221 {
2222         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2223         return 1;
2224 }
2225 #endif
2226
2227 #ifdef CONFIG_NUMA
2228 /*
2229  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2230  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2231  * possible.
2232  *
2233  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2234  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2235  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2236  */
2237 static void early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags, int node)
2238 {
2239         struct page *page;
2240         struct kmem_cache_node *n;
2241         unsigned long flags;
2242
2243         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2244
2245         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2246
2247         BUG_ON(!page);
2248         if (page_to_nid(page) != node) {
2249                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2250                                 "node %d\n", node);
2251                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2252                                 "in order to be able to continue\n");
2253         }
2254
2255         n = page->freelist;
2256         BUG_ON(!n);
2257         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2258         page->inuse++;
2259         kmalloc_caches->node[node] = n;
2260 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2261         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2262         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2263 #endif
2264         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2265         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2266
2267         /*
2268          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2269          * so even though there cannot be a race this early in
2270          * the boot sequence, we still disable irqs.
2271          */
2272         local_irq_save(flags);
2273         add_partial(n, page, 0);
2274         local_irq_restore(flags);
2275 }
2276
2277 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2278 {
2279         int node;
2280
2281         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2282                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2283                 if (n && n != &s->local_node)
2284                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2285                 s->node[node] = NULL;
2286         }
2287 }
2288
2289 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2290 {
2291         int node;
2292         int local_node;
2293
2294         if (slab_state >= UP)
2295                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2296         else
2297                 local_node = 0;
2298
2299         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2300                 struct kmem_cache_node *n;
2301
2302                 if (local_node == node)
2303                         n = &s->local_node;
2304                 else {
2305                         if (slab_state == DOWN) {
2306                                 early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags, node);
2307                                 continue;
2308                         }
2309                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2310                                                         gfpflags, node);
2311
2312                         if (!n) {
2313                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2314                                 return 0;
2315                         }
2316
2317                 }
2318                 s->node[node] = n;
2319                 init_kmem_cache_node(n, s);
2320         }
2321         return 1;
2322 }
2323 #else
2324 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2325 {
2326 }
2327
2328 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2329 {
2330         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2331         return 1;
2332 }
2333 #endif
2334
2335 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2336 {
2337         if (min < MIN_PARTIAL)
2338                 min = MIN_PARTIAL;
2339         else if (min > MAX_PARTIAL)
2340                 min = MAX_PARTIAL;
2341         s->min_partial = min;
2342 }
2343
2344 /*
2345  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2346  * a slab object.
2347  */
2348 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2349 {
2350         unsigned long flags = s->flags;
2351         unsigned long size = s->objsize;
2352         unsigned long align = s->align;
2353         int order;
2354
2355         /*
2356          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2357          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2358          * the possible location of the free pointer.
2359          */
2360         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2361
2362 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2363         /*
2364          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2365          * the slab may touch the object after free or before allocation
2366          * then we should never poison the object itself.
2367          */
2368         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2369                         !s->ctor)
2370                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2371         else
2372                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2373
2374
2375         /*
2376          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2377          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2378          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2379          */
2380         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2381                 size += sizeof(void *);
2382 #endif
2383
2384         /*
2385          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2386          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2387          */
2388         s->inuse = size;
2389
2390         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2391                 s->ctor)) {
2392                 /*
2393                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2394                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2395                  * kmem_cache_free.
2396                  *
2397                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2398                  * destructor or are poisoning the objects.
2399                  */
2400                 s->offset = size;
2401                 size += sizeof(void *);
2402         }
2403
2404 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2405         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2406                 /*
2407                  * Need to store information about allocs and frees after
2408                  * the object.
2409                  */
2410                 size += 2 * sizeof(struct track);
2411
2412         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2413                 /*
2414                  * Add some empty padding so that we can catch
2415                  * overwrites from earlier objects rather than let
2416                  * tracking information or the free pointer be
2417                  * corrupted if a user writes before the start
2418                  * of the object.
2419                  */
2420                 size += sizeof(void *);
2421 #endif
2422
2423         /*
2424          * Determine the alignment based on various parameters that the
2425          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2426          * on bootup.
2427          */
2428         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2429         s->align = align;
2430
2431         /*
2432          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2433          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2434          * each object to conform to the alignment.
2435          */
2436         size = ALIGN(size, align);
2437         s->size = size;
2438         if (forced_order >= 0)
2439                 order = forced_order;
2440         else
2441                 order = calculate_order(size);
2442
2443         if (order < 0)
2444                 return 0;
2445
2446         s->allocflags = 0;
2447         if (order)
2448                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2449
2450         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2451                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2452
2453         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2454                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2455
2456         /*
2457          * Determine the number of objects per slab
2458          */
2459         s->oo = oo_make(order, size);
2460         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2461         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2462                 s->max = s->oo;
2463
2464         return !!oo_objects(s->oo);
2465
2466 }
2467
2468 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2469                 const char *name, size_t size,
2470                 size_t align, unsigned long flags,
2471                 void (*ctor)(void *))
2472 {
2473         memset(s, 0, kmem_size);
2474         s->name = name;
2475         s->ctor = ctor;
2476         s->objsize = size;
2477         s->align = align;
2478         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2479
2480         if (!calculate_sizes(s, -1))
2481                 goto error;
2482         if (disable_higher_order_debug) {
2483                 /*
2484                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2485                  * order increased.
2486                  */
2487                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2488                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2489                         s->offset = 0;
2490                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2491                                 goto error;
2492                 }
2493         }
2494
2495         /*
2496          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2497          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2498          */
2499         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2500         s->refcount = 1;
2501 #ifdef CONFIG_NUMA
2502         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2503 #endif
2504         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2505                 goto error;
2506
2507         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2508                 return 1;
2509         free_kmem_cache_nodes(s);
2510 error:
2511         if (flags & SLAB_PANIC)
2512                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2513                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2514                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2515                         s->offset, flags);
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Check if a given pointer is valid
2521  */
2522 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2523 {
2524         struct page *page;
2525
2526         page = get_object_page(object);
2527
2528         if (!page || s != page->slab)
2529                 /* No slab or wrong slab */
2530                 return 0;
2531
2532         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2533                 return 0;
2534
2535         /*
2536          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2537          * But this would be too expensive and it seems that the main
2538          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2539          * to a certain slab.
2540          */
2541         return 1;
2542 }
2543 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2544
2545 /*
2546  * Determine the size of a slab object
2547  */
2548 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2549 {
2550         return s->objsize;
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2553
2554 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2555 {
2556         return s->name;
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2559
2560 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2561                                                         const char *text)
2562 {
2563 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2564         void *addr = page_address(page);
2565         void *p;
2566         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2567
2568         bitmap_zero(map, page->objects);
2569         slab_err(s, page, "%s", text);
2570         slab_lock(page);
2571         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2572                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2573
2574         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2575
2576                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2577                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2578                                                         p, p - addr);
2579                         print_tracking(s, p);
2580                 }
2581         }
2582         slab_unlock(page);
2583 #endif
2584 }
2585
2586 /*
2587  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2588  */
2589 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2590 {
2591         unsigned long flags;
2592         struct page *page, *h;
2593
2594         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2595         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2596                 if (!page->inuse) {
2597                         list_del(&page->lru);
2598                         discard_slab(s, page);
2599                         n->nr_partial--;
2600                 } else {
2601                         list_slab_objects(s, page,
2602                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2603                 }
2604         }
2605         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Release all resources used by a slab cache.
2610  */
2611 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2612 {
2613         int node;
2614
2615         flush_all(s);
2616
2617         /* Attempt to free all objects */
2618         free_kmem_cache_cpus(s);
2619         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2620                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2621
2622                 free_partial(s, n);
2623                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2624                         return 1;
2625         }
2626         free_kmem_cache_nodes(s);
2627         return 0;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2632  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2633  */
2634 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2635 {
2636         down_write(&slub_lock);
2637         s->refcount--;
2638         if (!s->refcount) {
2639                 list_del(&s->list);
2640                 up_write(&slub_lock);
2641                 if (kmem_cache_close(s)) {
2642                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2643                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2644                         dump_stack();
2645                 }
2646                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2647                         rcu_barrier();
2648                 sysfs_slab_remove(s);
2649         } else
2650                 up_write(&slub_lock);
2651 }
2652 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2653
2654 /********************************************************************
2655  *              Kmalloc subsystem
2656  *******************************************************************/
2657
2658 struct kmem_cache kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2659 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2660
2661 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2662 {
2663         get_option(&str, &slub_min_order);
2664
2665         return 1;
2666 }
2667
2668 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2669
2670 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2671 {
2672         get_option(&str, &slub_max_order);
2673         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2674
2675         return 1;
2676 }
2677
2678 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2679
2680 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2681 {
2682         get_option(&str, &slub_min_objects);
2683
2684         return 1;
2685 }
2686
2687 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2688
2689 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2690 {
2691         slub_nomerge = 1;
2692         return 1;
2693 }
2694
2695 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2696
2697 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2698                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2699 {
2700         unsigned int flags = 0;
2701
2702         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2703                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2704
2705         /*
2706          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2707          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2708          */
2709         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2710                                                                 flags, NULL))
2711                 goto panic;
2712
2713         list_add(&s->list, &slab_caches);
2714
2715         if (sysfs_slab_add(s))
2716                 goto panic;
2717         return s;
2718
2719 panic:
2720         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2721 }
2722
2723 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2724 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[SLUB_PAGE_SHIFT];
2725
2726 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2727 {
2728         struct kmem_cache *s;
2729
2730         down_write(&slub_lock);
2731         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2732                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2733                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2734                         sysfs_slab_add(s);
2735                 }
2736         }
2737         up_write(&slub_lock);
2738 }
2739
2740 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2741
2742 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2743 {
2744         struct kmem_cache *s;
2745         char *text;
2746         size_t realsize;
2747         unsigned long slabflags;
2748
2749         s = kmalloc_caches_dma[index];
2750         if (s)
2751                 return s;
2752
2753         /* Dynamically create dma cache */
2754         if (flags & __GFP_WAIT)
2755                 down_write(&slub_lock);
2756         else {
2757                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2758                         goto out;
2759         }
2760
2761         if (kmalloc_caches_dma[index])
2762                 goto unlock_out;
2763
2764         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2765         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2766                          (unsigned int)realsize);
2767         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2768
2769         /*
2770          * Must defer sysfs creation to a workqueue because we don't know
2771          * what context we are called from. Before sysfs comes up, we don't
2772          * need to do anything because our sysfs initcall will start by
2773          * adding all existing slabs to sysfs.
2774          */
2775         slabflags = SLAB_CACHE_DMA|SLAB_NOTRACK;
2776         if (slab_state >= SYSFS)
2777                 slabflags |= __SYSFS_ADD_DEFERRED;
2778
2779         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2780                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN, slabflags, NULL)) {
2781                 kfree(s);
2782                 kfree(text);
2783                 goto unlock_out;
2784         }
2785
2786         list_add(&s->list, &slab_caches);
2787         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2788
2789         if (slab_state >= SYSFS)
2790                 schedule_work(&sysfs_add_work);
2791
2792 unlock_out:
2793         up_write(&slub_lock);
2794 out:
2795         return kmalloc_caches_dma[index];
2796 }
2797 #endif
2798
2799 /*
2800  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2801  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2802  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2803  * fls.
2804  */
2805 static s8 size_index[24] = {
2806         3,      /* 8 */
2807         4,      /* 16 */
2808         5,      /* 24 */
2809         5,      /* 32 */
2810         6,      /* 40 */
2811         6,      /* 48 */
2812         6,      /* 56 */
2813         6,      /* 64 */
2814         1,      /* 72 */
2815         1,      /* 80 */
2816         1,      /* 88 */
2817         1,      /* 96 */
2818         7,      /* 104 */
2819         7,      /* 112 */
2820         7,      /* 120 */
2821         7,      /* 128 */
2822         2,      /* 136 */
2823         2,      /* 144 */
2824         2,      /* 152 */
2825         2,      /* 160 */
2826         2,      /* 168 */
2827         2,      /* 176 */
2828         2,      /* 184 */
2829         2       /* 192 */
2830 };
2831
2832 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2833 {
2834         return (bytes - 1) / 8;
2835 }
2836
2837 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2838 {
2839         int index;
2840
2841         if (size <= 192) {
2842                 if (!size)
2843                         return ZERO_SIZE_PTR;
2844
2845                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2846         } else
2847                 index = fls(size - 1);
2848
2849 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2850         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2851                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2852
2853 #endif
2854         return &kmalloc_caches[index];
2855 }
2856
2857 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2858 {
2859         struct kmem_cache *s;
2860         void *ret;
2861
2862         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2863                 return kmalloc_large(size, flags);
2864
2865         s = get_slab(size, flags);
2866
2867         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2868                 return s;
2869
2870         ret = slab_alloc(s, flags, -1, _RET_IP_);
2871
2872         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2873
2874         return ret;
2875 }
2876 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2877
2878 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2879 {
2880         struct page *page;
2881         void *ptr = NULL;
2882
2883         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2884         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2885         if (page)
2886                 ptr = page_address(page);
2887
2888         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2889         return ptr;
2890 }
2891
2892 #ifdef CONFIG_NUMA
2893 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2894 {
2895         struct kmem_cache *s;
2896         void *ret;
2897
2898         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2899                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2900
2901                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2902                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2903                                    flags, node);
2904
2905                 return ret;
2906         }
2907
2908         s = get_slab(size, flags);
2909
2910         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2911                 return s;
2912
2913         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2914
2915         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2916
2917         return ret;
2918 }
2919 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2920 #endif
2921
2922 size_t ksize(const void *object)
2923 {
2924         struct page *page;
2925         struct kmem_cache *s;
2926
2927         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2928                 return 0;
2929
2930         page = virt_to_head_page(object);
2931
2932         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2933                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2934                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2935         }
2936         s = page->slab;
2937
2938 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2939         /*
2940          * Debugging requires use of the padding between object
2941          * and whatever may come after it.
2942          */
2943         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2944                 return s->objsize;
2945
2946 #endif
2947         /*
2948          * If we have the need to store the freelist pointer
2949          * back there or track user information then we can
2950          * only use the space before that information.
2951          */
2952         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2953                 return s->inuse;
2954         /*
2955          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2956          */
2957         return s->size;
2958 }
2959 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2960
2961 void kfree(const void *x)
2962 {
2963         struct page *page;
2964         void *object = (void *)x;
2965
2966         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2967
2968         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2969                 return;
2970
2971         page = virt_to_head_page(x);
2972         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2973                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2974                 kmemleak_free(x);
2975                 put_page(page);
2976                 return;
2977         }
2978         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2981
2982 /*
2983  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2984  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2985  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2986  * and thus they can be removed from the partial lists.
2987  *
2988  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2989  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2990  * are freed in them.
2991  */
2992 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2993 {
2994         int node;
2995         int i;
2996         struct kmem_cache_node *n;
2997         struct page *page;
2998         struct page *t;
2999         int objects = oo_objects(s->max);
3000         struct list_head *slabs_by_inuse =
3001                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
3002         unsigned long flags;
3003
3004         if (!slabs_by_inuse)
3005                 return -ENOMEM;
3006
3007         flush_all(s);
3008         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3009                 n = get_node(s, node);
3010
3011                 if (!n->nr_partial)
3012                         continue;
3013
3014                 for (i = 0; i < objects; i++)
3015                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
3016
3017                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3018
3019                 /*
3020                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
3021                  *
3022                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
3023                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
3024                  */
3025                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
3026                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
3027                                 /*
3028                                  * Must hold slab lock here because slab_free
3029                                  * may have freed the last object and be
3030                                  * waiting to release the slab.
3031                                  */
3032                                 list_del(&page->lru);
3033                                 n->nr_partial--;
3034                                 slab_unlock(page);
3035                                 discard_slab(s, page);
3036                         } else {
3037                                 list_move(&page->lru,
3038                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
3039                         }
3040                 }
3041
3042                 /*
3043                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
3044                  * first and the least used slabs at the end.
3045                  */
3046                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
3047                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
3048
3049                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3050         }
3051
3052         kfree(slabs_by_inuse);
3053         return 0;
3054 }
3055 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
3056
3057 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
3058 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
3059 {
3060         struct kmem_cache *s;
3061
3062         down_read(&slub_lock);
3063         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3064                 kmem_cache_shrink(s);
3065         up_read(&slub_lock);
3066
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
3071 {
3072         struct kmem_cache_node *n;
3073         struct kmem_cache *s;
3074         struct memory_notify *marg = arg;
3075         int offline_node;
3076
3077         offline_node = marg->status_change_nid;
3078
3079         /*
3080          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
3081          * for it yet.
3082          */
3083         if (offline_node < 0)
3084                 return;
3085
3086         down_read(&slub_lock);
3087         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3088                 n = get_node(s, offline_node);
3089                 if (n) {
3090                         /*
3091                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
3092                          * that is going down. We were unable to free them,
3093                          * and offline_pages() function shoudn't call this
3094                          * callback. So, we must fail.
3095                          */
3096                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
3097
3098                         s->node[offline_node] = NULL;
3099                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
3100                 }
3101         }
3102         up_read(&slub_lock);
3103 }
3104
3105 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
3106 {
3107         struct kmem_cache_node *n;
3108         struct kmem_cache *s;
3109         struct memory_notify *marg = arg;
3110         int nid = marg->status_change_nid;
3111         int ret = 0;
3112
3113         /*
3114          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
3115          * already created. Nothing to do.
3116          */
3117         if (nid < 0)
3118                 return 0;
3119
3120         /*
3121          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
3122          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
3123          * online.
3124          */
3125         down_read(&slub_lock);
3126         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3127                 /*
3128                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
3129                  *      since memory is not yet available from the node that
3130                  *      is brought up.
3131                  */
3132                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
3133                 if (!n) {
3134                         ret = -ENOMEM;
3135                         goto out;
3136                 }
3137                 init_kmem_cache_node(n, s);
3138                 s->node[nid] = n;
3139         }
3140 out:
3141         up_read(&slub_lock);
3142         return ret;
3143 }
3144
3145 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
3146                                 unsigned long action, void *arg)
3147 {
3148         int ret = 0;
3149
3150         switch (action) {
3151         case MEM_GOING_ONLINE:
3152                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
3153                 break;
3154         case MEM_GOING_OFFLINE:
3155                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
3156                 break;
3157         case MEM_OFFLINE:
3158         case MEM_CANCEL_ONLINE:
3159                 slab_mem_offline_callback(arg);
3160                 break;
3161         case MEM_ONLINE:
3162         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
3163                 break;
3164         }
3165         if (ret)
3166                 ret = notifier_from_errno(ret);
3167         else
3168                 ret = NOTIFY_OK;
3169         return ret;
3170 }
3171
3172 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
3173
3174 /********************************************************************
3175  *                      Basic setup of slabs
3176  *******************************************************************/
3177
3178 void __init kmem_cache_init(void)
3179 {
3180         int i;
3181         int caches = 0;
3182
3183         init_alloc_cpu();
3184
3185 #ifdef CONFIG_NUMA
3186         /*
3187          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3188          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3189          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3190          */
3191         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
3192                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT);
3193         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
3194         caches++;
3195
3196         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3197 #endif
3198
3199         /* Able to allocate the per node structures */
3200         slab_state = PARTIAL;
3201
3202         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3203         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3204                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
3205                                 "kmalloc-96", 96, GFP_NOWAIT);
3206                 caches++;
3207         }
3208         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3209                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
3210                                 "kmalloc-192", 192, GFP_NOWAIT);
3211                 caches++;
3212         }
3213
3214         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3215                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3216                         "kmalloc", 1 << i, GFP_NOWAIT);
3217                 caches++;
3218         }
3219
3220
3221         /*
3222          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3223          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3224          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3225          *
3226          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3227          * handle the index determination for the smaller caches.
3228          *
3229          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3230          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3231          */
3232         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3233                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3234
3235         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3236                 int elem = size_index_elem(i);
3237                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3238                         break;
3239                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3240         }
3241
3242         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3243                 /*
3244                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3245                  * is 64 byte.
3246                  */
3247                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3248                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3249         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3250                 /*
3251                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3252                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3253                  * instead.
3254                  */
3255                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3256                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3257         }
3258
3259         slab_state = UP;
3260
3261         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3262         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++)
3263                 kmalloc_caches[i]. name =
3264                         kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3265
3266 #ifdef CONFIG_SMP
3267         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3268         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3269                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3270 #else
3271         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3272 #endif
3273
3274         printk(KERN_INFO
3275                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3276                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3277                 caches, cache_line_size(),
3278                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3279                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3280 }
3281
3282 void __init kmem_cache_init_late(void)
3283 {
3284 }
3285
3286 /*
3287  * Find a mergeable slab cache
3288  */
3289 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3290 {
3291         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3292                 return 1;
3293
3294         if (s->ctor)
3295                 return 1;
3296
3297         /*
3298          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3299          */
3300         if (s->refcount < 0)
3301                 return 1;
3302
3303         return 0;
3304 }
3305
3306 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3307                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3308                 void (*ctor)(void *))
3309 {
3310         struct kmem_cache *s;
3311
3312         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3313                 return NULL;
3314
3315         if (ctor)
3316                 return NULL;
3317
3318         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3319         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3320         size = ALIGN(size, align);
3321         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3322
3323         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3324                 if (slab_unmergeable(s))
3325                         continue;
3326
3327                 if (size > s->size)
3328                         continue;
3329
3330                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3331                                 continue;
3332                 /*
3333                  * Check if alignment is compatible.
3334                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3335                  */
3336                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3337                         continue;
3338
3339                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3340                         continue;
3341
3342                 return s;
3343         }
3344         return NULL;
3345 }
3346
3347 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3348                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3349 {
3350         struct kmem_cache *s;
3351
3352         if (WARN_ON(!name))
3353                 return NULL;
3354
3355         down_write(&slub_lock);
3356         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3357         if (s) {
3358                 int cpu;
3359
3360                 s->refcount++;
3361                 /*
3362                  * Adjust the object sizes so that we clear
3363                  * the complete object on kzalloc.
3364                  */
3365                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3366
3367                 /*
3368                  * And then we need to update the object size in the
3369                  * per cpu structures
3370                  */
3371                 for_each_online_cpu(cpu)
3372                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3373
3374                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3375                 up_write(&slub_lock);
3376
3377                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3378                         down_write(&slub_lock);
3379                         s->refcount--;
3380                         up_write(&slub_lock);
3381                         goto err;
3382                 }
3383                 return s;
3384         }
3385
3386         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3387         if (s) {
3388                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3389                                 size, align, flags, ctor)) {
3390                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3391                         up_write(&slub_lock);
3392                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3393                                 down_write(&slub_lock);
3394                                 list_del(&s->list);
3395                                 up_write(&slub_lock);
3396                                 kfree(s);
3397                                 goto err;
3398                         }
3399                         return s;
3400                 }
3401                 kfree(s);
3402         }
3403         up_write(&slub_lock);
3404
3405 err:
3406         if (flags & SLAB_PANIC)
3407                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3408         else
3409                 s = NULL;
3410         return s;
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3413
3414 #ifdef CONFIG_SMP
3415 /*
3416  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3417  * necessary.
3418  */
3419 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3420                 unsigned long action, void *hcpu)
3421 {
3422         long cpu = (long)hcpu;
3423         struct kmem_cache *s;
3424         unsigned long flags;
3425
3426         switch (action) {
3427         case CPU_UP_PREPARE:
3428         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3429                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3430                 down_read(&slub_lock);
3431                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3432                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3433                                                         GFP_KERNEL);
3434                 up_read(&slub_lock);
3435                 break;
3436
3437         case CPU_UP_CANCELED:
3438         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3439         case CPU_DEAD:
3440         case CPU_DEAD_FROZEN:
3441                 down_read(&slub_lock);
3442                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3443                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3444
3445                         local_irq_save(flags);
3446                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3447                         local_irq_restore(flags);
3448                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3449                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3450                 }
3451                 up_read(&slub_lock);
3452                 break;
3453         default:
3454                 break;
3455         }
3456         return NOTIFY_OK;
3457 }
3458
3459 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3460         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3461 };
3462
3463 #endif
3464
3465 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3466 {
3467         struct kmem_cache *s;
3468         void *ret;
3469
3470         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3471                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3472
3473         s = get_slab(size, gfpflags);
3474
3475         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3476                 return s;
3477
3478         ret = slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3479
3480         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3481         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3482
3483         return ret;
3484 }
3485
3486 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3487                                         int node, unsigned long caller)
3488 {
3489         struct kmem_cache *s;
3490         void *ret;
3491
3492         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3493                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3494
3495         s = get_slab(size, gfpflags);
3496
3497         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3498                 return s;
3499
3500         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3501
3502         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3503         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3504
3505         return ret;
3506 }
3507
3508 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3509 static int count_inuse(struct page *page)
3510 {
3511         return page->inuse;
3512 }
3513
3514 static int count_total(struct page *page)
3515 {
3516         return page->objects;
3517 }
3518
3519 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3520                                                 unsigned long *map)
3521 {
3522         void *p;
3523         void *addr = page_address(page);
3524
3525         if (!check_slab(s, page) ||
3526                         !on_freelist(s, page, NULL))
3527                 return 0;
3528
3529         /* Now we know that a valid freelist exists */
3530         bitmap_zero(map, page->objects);
3531
3532         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3533                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3534                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3535                         return 0;
3536         }
3537
3538         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3539                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3540                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3541                                 return 0;
3542         return 1;
3543 }
3544
3545 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3546                                                 unsigned long *map)
3547 {
3548         if (slab_trylock(page)) {
3549                 validate_slab(s, page, map);
3550                 slab_unlock(page);
3551         } else
3552                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3553                         s->name, page);
3554
3555         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3556                 if (!PageSlubDebug(page))
3557                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug not set "
3558                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3559         } else {
3560                 if (PageSlubDebug(page))
3561                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlubDebug set on "
3562                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3563         }
3564 }
3565
3566 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3567                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3568 {
3569         unsigned long count = 0;
3570         struct page *page;
3571         unsigned long flags;
3572
3573         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3574
3575         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3576                 validate_slab_slab(s, page, map);
3577                 count++;
3578         }
3579         if (count != n->nr_partial)
3580                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3581                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3582
3583         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3584                 goto out;
3585
3586         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3587                 validate_slab_slab(s, page, map);
3588                 count++;
3589         }
3590         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3591                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3592                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3593                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3594
3595 out:
3596         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3597         return count;
3598 }
3599
3600 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3601 {
3602         int node;
3603         unsigned long count = 0;
3604         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3605                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3606
3607         if (!map)
3608                 return -ENOMEM;
3609
3610         flush_all(s);
3611         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3612                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3613
3614                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3615         }
3616         kfree(map);
3617         return count;
3618 }
3619
3620 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3621 static void resiliency_test(void)
3622 {
3623         u8 *p;
3624
3625         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3626         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3627         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3628
3629         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3630         p[16] = 0x12;
3631         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3632                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3633
3634         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3635
3636         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3637         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3638         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3639         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3640                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3641         printk(KERN_ERR
3642                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3643
3644         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3645         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3646         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3647         *p = 0x56;
3648         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3649                                                                         p);
3650         printk(KERN_ERR
3651                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3652         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3653
3654         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3655         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3656         kfree(p);
3657         *p = 0x78;
3658         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3659         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3660
3661         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3662         kfree(p);
3663         p[50] = 0x9a;
3664         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3665                         p);
3666         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3667
3668         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3669         kfree(p);
3670         p[512] = 0xab;
3671         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3672         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3673 }
3674 #else
3675 static void resiliency_test(void) {};
3676 #endif
3677
3678 /*
3679  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3680  * and freed.
3681  */
3682
3683 struct location {
3684         unsigned long count;
3685         unsigned long addr;
3686         long long sum_time;
3687         long min_time;
3688         long max_time;
3689         long min_pid;
3690         long max_pid;
3691         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3692         nodemask_t nodes;
3693 };
3694
3695 struct loc_track {
3696         unsigned long max;
3697         unsigned long count;
3698         struct location *loc;
3699 };
3700
3701 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3702 {
3703         if (t->max)
3704                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3705                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3706 }
3707
3708 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3709 {
3710         struct location *l;
3711         int order;
3712
3713         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3714
3715         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3716         if (!l)
3717                 return 0;
3718
3719         if (t->count) {
3720                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3721                 free_loc_track(t);
3722         }
3723         t->max = max;
3724         t->loc = l;
3725         return 1;
3726 }
3727
3728 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3729                                 const struct track *track)
3730 {
3731         long start, end, pos;
3732         struct location *l;
3733         unsigned long caddr;
3734         unsigned long age = jiffies - track->when;
3735
3736         start = -1;
3737         end = t->count;
3738
3739         for ( ; ; ) {
3740                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3741
3742                 /*
3743                  * There is nothing at "end". If we end up there
3744                  * we need to add something to before end.
3745                  */
3746                 if (pos == end)
3747                         break;
3748
3749                 caddr = t->loc[pos].addr;
3750                 if (track->addr == caddr) {
3751
3752                         l = &t->loc[pos];
3753                         l->count++;
3754                         if (track->when) {
3755                                 l->sum_time += age;
3756                                 if (age < l->min_time)
3757                                         l->min_time = age;
3758                                 if (age > l->max_time)
3759                                         l->max_time = age;
3760
3761                                 if (track->pid < l->min_pid)
3762                                         l->min_pid = track->pid;
3763                                 if (track->pid > l->max_pid)
3764                                         l->max_pid = track->pid;
3765
3766                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3767                                                 to_cpumask(l->cpus));
3768                         }
3769                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3770                         return 1;
3771                 }
3772
3773                 if (track->addr < caddr)
3774                         end = pos;
3775                 else
3776                         start = pos;
3777         }
3778
3779         /*
3780          * Not found. Insert new tracking element.
3781          */
3782         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3783                 return 0;
3784
3785         l = t->loc + pos;
3786         if (pos < t->count)
3787                 memmove(l + 1, l,
3788                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3789         t->count++;
3790         l->count = 1;
3791         l->addr = track->addr;
3792         l->sum_time = age;
3793         l->min_time = age;
3794         l->max_time = age;
3795         l->min_pid = track->pid;
3796         l->max_pid = track->pid;
3797         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3798         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3799         nodes_clear(l->nodes);
3800         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3801         return 1;
3802 }
3803
3804 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3805                 struct page *page, enum track_item alloc)
3806 {
3807         void *addr = page_address(page);
3808         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3809         void *p;
3810
3811         bitmap_zero(map, page->objects);
3812         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3813                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3814
3815         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3816                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3817                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3818 }
3819
3820 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3821                                         enum track_item alloc)
3822 {
3823         int len = 0;
3824         unsigned long i;
3825         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3826         int node;
3827
3828         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3829                         GFP_TEMPORARY))
3830                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3831
3832         /* Push back cpu slabs */
3833         flush_all(s);
3834
3835         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3836                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3837                 unsigned long flags;
3838                 struct page *page;
3839
3840                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3841                         continue;
3842
3843                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3844                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3845                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3846                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3847                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3848                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3849         }
3850
3851         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3852                 struct location *l = &t.loc[i];
3853
3854                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3855                         break;
3856                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3857
3858                 if (l->addr)
3859                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3860                 else
3861                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3862
3863                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3864                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3865                                 l->min_time,
3866                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3867                                 l->max_time);
3868                 } else
3869                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3870                                 l->min_time);
3871
3872                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3873                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3874                                 l->min_pid, l->max_pid);
3875                 else
3876                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3877                                 l->min_pid);
3878
3879                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3880                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3881                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3882                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3883                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3884                                                  to_cpumask(l->cpus));
3885                 }
3886
3887                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3888                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3889                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3890                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3891                                         l->nodes);
3892                 }
3893
3894                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3895         }
3896
3897         free_loc_track(&t);
3898         if (!t.count)
3899                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3900         return len;
3901 }
3902
3903 enum slab_stat_type {
3904         SL_ALL,                 /* All slabs */
3905         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3906         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3907         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3908         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3909 };
3910
3911 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3912 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3913 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3914 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3915 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3916
3917 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3918                             char *buf, unsigned long flags)
3919 {
3920         unsigned long total = 0;
3921         int node;
3922         int x;
3923         unsigned long *nodes;
3924         unsigned long *per_cpu;
3925
3926         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3927         if (!nodes)
3928                 return -ENOMEM;
3929         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3930
3931         if (flags & SO_CPU) {
3932                 int cpu;
3933
3934                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3935                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3936
3937                         if (!c || c->node < 0)
3938                                 continue;
3939
3940                         if (c->page) {
3941                                         if (flags & SO_TOTAL)
3942                                                 x = c->page->objects;
3943                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3944                                         x = c->page->inuse;
3945                                 else
3946                                         x = 1;
3947
3948                                 total += x;
3949                                 nodes[c->node] += x;
3950                         }
3951                         per_cpu[c->node]++;
3952                 }
3953         }
3954
3955         if (flags & SO_ALL) {
3956                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3957                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3958
3959                 if (flags & SO_TOTAL)
3960                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3961                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3962                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3963                                 count_partial(n, count_free);
3964
3965                         else
3966                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3967                         total += x;
3968                         nodes[node] += x;
3969                 }
3970
3971         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3972                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3973                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3974
3975                         if (flags & SO_TOTAL)
3976                                 x = count_partial(n, count_total);
3977                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3978                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3979                         else
3980                                 x = n->nr_partial;
3981                         total += x;
3982                         nodes[node] += x;
3983                 }
3984         }
3985         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3986 #ifdef CONFIG_NUMA
3987         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3988                 if (nodes[node])
3989                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3990                                         node, nodes[node]);
3991 #endif
3992         kfree(nodes);
3993         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3994 }
3995
3996 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3997 {
3998         int node;
3999
4000         for_each_online_node(node) {
4001                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4002
4003                 if (!n)
4004                         continue;
4005
4006                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
4007                         return 1;
4008         }
4009         return 0;
4010 }
4011
4012 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
4013 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
4014
4015 struct slab_attribute {
4016         struct attribute attr;
4017         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
4018         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
4019 };
4020
4021 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
4022         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
4023
4024 #define SLAB_ATTR(_name) \
4025         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
4026         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
4027
4028 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4029 {
4030         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
4031 }
4032 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
4033
4034 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4035 {
4036         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
4037 }
4038 SLAB_ATTR_RO(align);
4039
4040 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4041 {
4042         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
4043 }
4044 SLAB_ATTR_RO(object_size);
4045
4046 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4047 {
4048         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
4049 }
4050 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
4051
4052 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
4053                                 const char *buf, size_t length)
4054 {
4055         unsigned long order;
4056         int err;
4057
4058         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
4059         if (err)
4060                 return err;
4061
4062         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
4063                 return -EINVAL;
4064
4065         calculate_sizes(s, order);
4066         return length;
4067 }
4068
4069 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4070 {
4071         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
4072 }
4073 SLAB_ATTR(order);
4074
4075 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4076 {
4077         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
4078 }
4079
4080 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4081                                  size_t length)
4082 {
4083         unsigned long min;
4084         int err;
4085
4086         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
4087         if (err)
4088                 return err;
4089
4090         set_min_partial(s, min);
4091         return length;
4092 }
4093 SLAB_ATTR(min_partial);
4094
4095 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4096 {
4097         if (s->ctor) {
4098                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
4099
4100                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
4101         }
4102         return 0;
4103 }
4104 SLAB_ATTR_RO(ctor);
4105
4106 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4107 {
4108         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
4109 }
4110 SLAB_ATTR_RO(aliases);
4111
4112 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4113 {
4114         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4115 }
4116 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4117
4118 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4119 {
4120         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
4121 }
4122 SLAB_ATTR_RO(partial);
4123
4124 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4125 {
4126         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
4127 }
4128 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
4129
4130 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4131 {
4132         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
4133 }
4134 SLAB_ATTR_RO(objects);
4135
4136 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4137 {
4138         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4139 }
4140 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4141
4142 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4143 {
4144         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4145 }
4146 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4147
4148 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4149 {
4150         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4151 }
4152
4153 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4154                                 const char *buf, size_t length)
4155 {
4156         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4157         if (buf[0] == '1')
4158                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4159         return length;
4160 }
4161 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4162
4163 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4164 {
4165         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4166 }
4167
4168 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4169                                                         size_t length)
4170 {
4171         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4172         if (buf[0] == '1')
4173                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4174         return length;
4175 }
4176 SLAB_ATTR(trace);
4177
4178 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4179 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4180 {
4181         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4182 }
4183
4184 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4185                                                         size_t length)
4186 {
4187         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4188         if (buf[0] == '1')
4189                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4190         return length;
4191 }
4192 SLAB_ATTR(failslab);
4193 #endif
4194
4195 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4196 {
4197         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4198 }
4199
4200 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4201                                 const char *buf, size_t length)
4202 {
4203         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4204         if (buf[0] == '1')
4205                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4206         return length;
4207 }
4208 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4209
4210 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4211 {
4212         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4213 }
4214 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4215
4216 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4217 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4218 {
4219         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4220 }
4221 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4222 #endif
4223
4224 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4225 {
4226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4227 }
4228 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4229
4230 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4231 {
4232         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4233 }
4234
4235 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4236                                 const char *buf, size_t length)
4237 {
4238         if (any_slab_objects(s))
4239                 return -EBUSY;
4240
4241         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4242         if (buf[0] == '1')
4243                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4244         calculate_sizes(s, -1);
4245         return length;
4246 }
4247 SLAB_ATTR(red_zone);
4248
4249 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4250 {
4251         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4252 }
4253
4254 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4255                                 const char *buf, size_t length)
4256 {
4257         if (any_slab_objects(s))
4258                 return -EBUSY;
4259
4260         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4261         if (buf[0] == '1')
4262                 s->flags |= SLAB_POISON;
4263         calculate_sizes(s, -1);
4264         return length;
4265 }
4266 SLAB_ATTR(poison);
4267
4268 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4269 {
4270         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4271 }
4272
4273 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4274                                 const char *buf, size_t length)
4275 {
4276         if (any_slab_objects(s))
4277                 return -EBUSY;
4278
4279         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4280         if (buf[0] == '1')
4281                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4282         calculate_sizes(s, -1);
4283         return length;
4284 }
4285 SLAB_ATTR(store_user);
4286
4287 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4288 {
4289         return 0;
4290 }
4291
4292 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4293                         const char *buf, size_t length)
4294 {
4295         int ret = -EINVAL;
4296
4297         if (buf[0] == '1') {
4298                 ret = validate_slab_cache(s);
4299                 if (ret >= 0)
4300                         ret = length;
4301         }
4302         return ret;
4303 }
4304 SLAB_ATTR(validate);
4305
4306 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4307 {
4308         return 0;
4309 }
4310
4311 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4312                         const char *buf, size_t length)
4313 {
4314         if (buf[0] == '1') {
4315                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4316
4317                 if (rc)
4318                         return rc;
4319         } else
4320                 return -EINVAL;
4321         return length;
4322 }
4323 SLAB_ATTR(shrink);
4324
4325 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4326 {
4327         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4328                 return -ENOSYS;
4329         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4330 }
4331 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4332
4333 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4334 {
4335         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4336                 return -ENOSYS;
4337         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4338 }
4339 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4340
4341 #ifdef CONFIG_NUMA
4342 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4343 {
4344         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4345 }
4346
4347 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4348                                 const char *buf, size_t length)
4349 {
4350         unsigned long ratio;
4351         int err;
4352
4353         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4354         if (err)
4355                 return err;
4356
4357         if (ratio <= 100)
4358                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4359
4360         return length;
4361 }
4362 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4363 #endif
4364
4365 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4366 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4367 {
4368         unsigned long sum  = 0;
4369         int cpu;
4370         int len;
4371         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4372
4373         if (!data)
4374                 return -ENOMEM;
4375
4376         for_each_online_cpu(cpu) {
4377                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4378
4379                 data[cpu] = x;
4380                 sum += x;
4381         }
4382
4383         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4384
4385 #ifdef CONFIG_SMP
4386         for_each_online_cpu(cpu) {
4387                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4388                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4389         }
4390 #endif
4391         kfree(data);
4392         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4393 }
4394
4395 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4396 {
4397         int cpu;
4398
4399         for_each_online_cpu(cpu)
4400                 get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si] = 0;
4401 }
4402
4403 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4404 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4405 {                                                               \
4406         return show_stat(s, buf, si);                           \
4407 }                                                               \
4408 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4409                                 const char *buf, size_t length) \
4410 {                                                               \
4411         if (buf[0] != '0')                                      \
4412                 return -EINVAL;                                 \
4413         clear_stat(s, si);                                      \
4414         return length;                                          \
4415 }                                                               \
4416 SLAB_ATTR(text);                                                \
4417
4418 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4419 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4420 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4421 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4422 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4423 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4424 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4425 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4426 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4427 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4428 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4429 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4430 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4431 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4432 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4433 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4434 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4435 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4436 #endif
4437
4438 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4439         &slab_size_attr.attr,
4440         &object_size_attr.attr,
4441         &objs_per_slab_attr.attr,
4442         &order_attr.attr,
4443         &min_partial_attr.attr,
4444         &objects_attr.attr,
4445         &objects_partial_attr.attr,
4446         &total_objects_attr.attr,
4447         &slabs_attr.attr,
4448         &partial_attr.attr,
4449         &cpu_slabs_attr.attr,
4450         &ctor_attr.attr,
4451         &aliases_attr.attr,
4452         &align_attr.attr,
4453         &sanity_checks_attr.attr,
4454         &trace_attr.attr,
4455         &hwcache_align_attr.attr,
4456         &reclaim_account_attr.attr,
4457         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4458         &red_zone_attr.attr,
4459         &poison_attr.attr,
4460         &store_user_attr.attr,
4461         &validate_attr.attr,
4462         &shrink_attr.attr,
4463         &alloc_calls_attr.attr,
4464         &free_calls_attr.attr,
4465 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4466         &cache_dma_attr.attr,
4467 #endif
4468 #ifdef CONFIG_NUMA
4469         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4470 #endif
4471 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4472         &alloc_fastpath_attr.attr,
4473         &alloc_slowpath_attr.attr,
4474         &free_fastpath_attr.attr,
4475         &free_slowpath_attr.attr,
4476         &free_frozen_attr.attr,
4477         &free_add_partial_attr.attr,
4478         &free_remove_partial_attr.attr,
4479         &alloc_from_partial_attr.attr,
4480         &alloc_slab_attr.attr,
4481         &alloc_refill_attr.attr,
4482         &free_slab_attr.attr,
4483         &cpuslab_flush_attr.attr,
4484         &deactivate_full_attr.attr,
4485         &deactivate_empty_attr.attr,
4486         &deactivate_to_head_attr.attr,
4487         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4488         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4489         &order_fallback_attr.attr,
4490 #endif
4491 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4492         &failslab_attr.attr,
4493 #endif
4494
4495         NULL
4496 };
4497
4498 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4499         .attrs = slab_attrs,
4500 };
4501
4502 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4503                                 struct attribute *attr,
4504                                 char *buf)
4505 {
4506         struct slab_attribute *attribute;
4507         struct kmem_cache *s;
4508         int err;
4509
4510         attribute = to_slab_attr(attr);
4511         s = to_slab(kobj);
4512
4513         if (!attribute->show)
4514                 return -EIO;
4515
4516         err = attribute->show(s, buf);
4517
4518         return err;
4519 }
4520
4521 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4522                                 struct attribute *attr,
4523                                 const char *buf, size_t len)
4524 {
4525         struct slab_attribute *attribute;
4526         struct kmem_cache *s;
4527         int err;
4528
4529         attribute = to_slab_attr(attr);
4530         s = to_slab(kobj);
4531
4532         if (!attribute->store)
4533                 return -EIO;
4534
4535         err = attribute->store(s, buf, len);
4536
4537         return err;
4538 }
4539
4540 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4541 {
4542         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4543
4544         kfree(s);
4545 }
4546
4547 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4548         .show = slab_attr_show,
4549         .store = slab_attr_store,
4550 };
4551
4552 static struct kobj_type slab_ktype = {
4553         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4554         .release = kmem_cache_release
4555 };
4556
4557 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4558 {
4559         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4560
4561         if (ktype == &slab_ktype)
4562                 return 1;
4563         return 0;
4564 }
4565
4566 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4567         .filter = uevent_filter,
4568 };
4569
4570 static struct kset *slab_kset;
4571
4572 #define ID_STR_LENGTH 64
4573
4574 /* Create a unique string id for a slab cache:
4575  *
4576  * Format       :[flags-]size
4577  */
4578 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4579 {
4580         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4581         char *p = name;
4582
4583         BUG_ON(!name);
4584
4585         *p++ = ':';
4586         /*
4587          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4588          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4589          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4590          * are matched during merging to guarantee that the id is
4591          * unique.
4592          */
4593         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4594                 *p++ = 'd';
4595         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4596                 *p++ = 'a';
4597         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4598                 *p++ = 'F';
4599         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4600                 *p++ = 't';
4601         if (p != name + 1)
4602                 *p++ = '-';
4603         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4604         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4605         return name;
4606 }
4607
4608 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4609 {
4610         int err;
4611         const char *name;
4612         int unmergeable;
4613
4614         if (slab_state < SYSFS)
4615                 /* Defer until later */
4616                 return 0;
4617
4618         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4619         if (unmergeable) {
4620                 /*
4621                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4622                  * This is typically the case for debug situations. In that
4623                  * case we can catch duplicate names easily.
4624                  */
4625                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4626                 name = s->name;
4627         } else {
4628                 /*
4629                  * Create a unique name for the slab as a target
4630                  * for the symlinks.
4631                  */
4632                 name = create_unique_id(s);
4633         }
4634
4635         s->kobj.kset = slab_kset;
4636         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4637         if (err) {
4638                 kobject_put(&s->kobj);
4639                 return err;
4640         }
4641
4642         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4643         if (err) {
4644                 kobject_del(&s->kobj);
4645                 kobject_put(&s->kobj);
4646                 return err;
4647         }
4648         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4649         if (!unmergeable) {
4650                 /* Setup first alias */
4651                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4652                 kfree(name);
4653         }
4654         return 0;
4655 }
4656
4657 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4658 {
4659         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4660         kobject_del(&s->kobj);
4661         kobject_put(&s->kobj);
4662 }
4663
4664 /*
4665  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4666  * available lest we lose that information.
4667  */
4668 struct saved_alias {
4669         struct kmem_cache *s;
4670         const char *name;
4671         struct saved_alias *next;
4672 };
4673
4674 static struct saved_alias *alias_list;
4675
4676 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4677 {
4678         struct saved_alias *al;
4679
4680         if (slab_state == SYSFS) {
4681                 /*
4682                  * If we have a leftover link then remove it.
4683                  */
4684                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4685                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4686         }
4687
4688         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4689         if (!al)
4690                 return -ENOMEM;
4691
4692         al->s = s;
4693         al->name = name;
4694         al->next = alias_list;
4695         alias_list = al;
4696         return 0;
4697 }
4698
4699 static int __init slab_sysfs_init(void)
4700 {
4701         struct kmem_cache *s;
4702         int err;
4703
4704         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4705         if (!slab_kset) {
4706                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4707                 return -ENOSYS;
4708         }
4709
4710         slab_state = SYSFS;
4711
4712         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4713                 err = sysfs_slab_add(s);
4714                 if (err)
4715                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4716                                                 " to sysfs\n", s->name);
4717         }
4718
4719         while (alias_list) {
4720                 struct saved_alias *al = alias_list;
4721
4722                 alias_list = alias_list->next;
4723                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4724                 if (err)
4725                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4726                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4727                 kfree(al);
4728         }
4729
4730         resiliency_test();
4731         return 0;
4732 }
4733
4734 __initcall(slab_sysfs_init);
4735 #endif
4736
4737 /*
4738  * The /proc/slabinfo ABI
4739  */
4740 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4741 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4742 {
4743         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4744         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4745                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4746         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4747         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4748         seq_putc(m, '\n');
4749 }
4750
4751 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4752 {
4753         loff_t n = *pos;
4754
4755         down_read(&slub_lock);
4756         if (!n)
4757                 print_slabinfo_header(m);
4758
4759         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4760 }
4761
4762 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4763 {
4764         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4765 }
4766
4767 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4768 {
4769         up_read(&slub_lock);
4770 }
4771
4772 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4773 {
4774         unsigned long nr_partials = 0;
4775         unsigned long nr_slabs = 0;
4776         unsigned long nr_inuse = 0;
4777         unsigned long nr_objs = 0;
4778         unsigned long nr_free = 0;
4779         struct kmem_cache *s;
4780         int node;
4781
4782         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4783
4784         for_each_online_node(node) {
4785                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4786
4787                 if (!n)
4788                         continue;
4789
4790                 nr_partials += n->nr_partial;
4791                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4792                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4793                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4794         }
4795
4796         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4797
4798         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4799                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4800                    (1 << oo_order(s->oo)));
4801         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4802         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4803                    0UL);
4804         seq_putc(m, '\n');
4805         return 0;
4806 }
4807
4808 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4809         .start = s_start,
4810         .next = s_next,
4811         .stop = s_stop,
4812         .show = s_show,
4813 };
4814
4815 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4816 {
4817         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4818 }
4819
4820 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4821         .open           = slabinfo_open,
4822         .read           = seq_read,
4823         .llseek         = seq_lseek,
4824         .release        = seq_release,
4825 };
4826
4827 static int __init slab_proc_init(void)
4828 {
4829         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4830         return 0;
4831 }
4832 module_init(slab_proc_init);
4833 #endif /* CONFIG_SLABINFO */