slub: Remove dynamic dma slab allocation
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 /*
32  * Lock order:
33  *   1. slab_lock(page)
34  *   2. slab->list_lock
35  *
36  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
37  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
38  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
39  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
40  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
41  *   the page_struct of the slab.
42  *
43  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
44  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
45  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
46  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
47  *   modified without taking the list lock).
48  *
49  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
50  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
51  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
52  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
53  *   the list lock.
54  *
55  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
56  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
57  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
58  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
59  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
60  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
61  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
62  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
63  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
64  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
65  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
66  *   no danger of cacheline contention.
67  *
68  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
69  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
70  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
71  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
72  *
73  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
74  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
75  *
76  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
77  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
78  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
79  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
80  * cannot scan all objects.
81  *
82  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
83  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
84  * fast frees and allocs.
85  *
86  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
87  *
88  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
89  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
90  *                      such as satisfying allocations for a specific
91  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
92  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
93  *                      list operations. It is up to the processor holding
94  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
95  *                      when the slab is no longer needed.
96  *
97  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
98  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
99  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
100  *                      freelist that allows lockless access to
101  *                      free objects in addition to the regular freelist
102  *                      that requires the slab lock.
103  *
104  * PageError            Slab requires special handling due to debug
105  *                      options set. This moves slab handling out of
106  *                      the fast path and disables lockless freelists.
107  */
108
109 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
110                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
111
112 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
113 {
114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
115         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
116 #else
117         return 0;
118 #endif
119 }
120
121 /*
122  * Issues still to be resolved:
123  *
124  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
125  *
126  * - Variable sizing of the per node arrays
127  */
128
129 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
130 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
131
132 /*
133  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
134  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
135  */
136 #define MIN_PARTIAL 5
137
138 /*
139  * Maximum number of desirable partial slabs.
140  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
141  * sort the partial list by the number of objects in the.
142  */
143 #define MAX_PARTIAL 10
144
145 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
146                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
147
148 /*
149  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
150  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
151  * metadata.
152  */
153 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Set of flags that will prevent slab merging
157  */
158 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
159                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
160                 SLAB_FAILSLAB)
161
162 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
163                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
164
165 #define OO_SHIFT        16
166 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
167 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
168
169 /* Internal SLUB flags */
170 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
171 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000UL /* Not yet visible via sysfs */
172
173 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
174
175 #ifdef CONFIG_SMP
176 static struct notifier_block slab_notifier;
177 #endif
178
179 static enum {
180         DOWN,           /* No slab functionality available */
181         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
182         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
183         SYSFS           /* Sysfs up */
184 } slab_state = DOWN;
185
186 /* A list of all slab caches on the system */
187 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
188 static LIST_HEAD(slab_caches);
189
190 /*
191  * Tracking user of a slab.
192  */
193 struct track {
194         unsigned long addr;     /* Called from address */
195         int cpu;                /* Was running on cpu */
196         int pid;                /* Pid context */
197         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
198 };
199
200 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
201
202 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
203 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
204 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
205 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
206
207 #else
208 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
209 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
210                                                         { return 0; }
211 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
212 {
213         kfree(s);
214 }
215
216 #endif
217
218 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
219 {
220 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
221         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
222 #endif
223 }
224
225 /********************************************************************
226  *                      Core slab cache functions
227  *******************************************************************/
228
229 int slab_is_available(void)
230 {
231         return slab_state >= UP;
232 }
233
234 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
235 {
236 #ifdef CONFIG_NUMA
237         return s->node[node];
238 #else
239         return &s->local_node;
240 #endif
241 }
242
243 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
244 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
245                                 struct page *page, const void *object)
246 {
247         void *base;
248
249         if (!object)
250                 return 1;
251
252         base = page_address(page);
253         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
254                 (object - base) % s->size) {
255                 return 0;
256         }
257
258         return 1;
259 }
260
261 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
262 {
263         return *(void **)(object + s->offset);
264 }
265
266 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
267 {
268         *(void **)(object + s->offset) = fp;
269 }
270
271 /* Loop over all objects in a slab */
272 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
273         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
274                         __p += (__s)->size)
275
276 /* Scan freelist */
277 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
278         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
279
280 /* Determine object index from a given position */
281 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
282 {
283         return (p - addr) / s->size;
284 }
285
286 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
287                                                 unsigned long size)
288 {
289         struct kmem_cache_order_objects x = {
290                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
291         };
292
293         return x;
294 }
295
296 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
297 {
298         return x.x >> OO_SHIFT;
299 }
300
301 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
302 {
303         return x.x & OO_MASK;
304 }
305
306 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
307 /*
308  * Debug settings:
309  */
310 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
311 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
312 #else
313 static int slub_debug;
314 #endif
315
316 static char *slub_debug_slabs;
317 static int disable_higher_order_debug;
318
319 /*
320  * Object debugging
321  */
322 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
323 {
324         int i, offset;
325         int newline = 1;
326         char ascii[17];
327
328         ascii[16] = 0;
329
330         for (i = 0; i < length; i++) {
331                 if (newline) {
332                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
333                         newline = 0;
334                 }
335                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
336                 offset = i % 16;
337                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
338                 if (offset == 15) {
339                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
340                         newline = 1;
341                 }
342         }
343         if (!newline) {
344                 i %= 16;
345                 while (i < 16) {
346                         printk(KERN_CONT "   ");
347                         ascii[i] = ' ';
348                         i++;
349                 }
350                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
351         }
352 }
353
354 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
355         enum track_item alloc)
356 {
357         struct track *p;
358
359         if (s->offset)
360                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
361         else
362                 p = object + s->inuse;
363
364         return p + alloc;
365 }
366
367 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
368                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
369 {
370         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
371
372         if (addr) {
373                 p->addr = addr;
374                 p->cpu = smp_processor_id();
375                 p->pid = current->pid;
376                 p->when = jiffies;
377         } else
378                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
379 }
380
381 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
382 {
383         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
384                 return;
385
386         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
387         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
388 }
389
390 static void print_track(const char *s, struct track *t)
391 {
392         if (!t->addr)
393                 return;
394
395         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
396                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
397 }
398
399 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
400 {
401         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
402                 return;
403
404         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
405         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
406 }
407
408 static void print_page_info(struct page *page)
409 {
410         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
411                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
412
413 }
414
415 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
416 {
417         va_list args;
418         char buf[100];
419
420         va_start(args, fmt);
421         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
422         va_end(args);
423         printk(KERN_ERR "========================================"
424                         "=====================================\n");
425         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
426         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
427                         "-------------------------------------\n\n");
428 }
429
430 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
431 {
432         va_list args;
433         char buf[100];
434
435         va_start(args, fmt);
436         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
437         va_end(args);
438         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
439 }
440
441 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
442 {
443         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
444         u8 *addr = page_address(page);
445
446         print_tracking(s, p);
447
448         print_page_info(page);
449
450         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
451                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
452
453         if (p > addr + 16)
454                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
455
456         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
457
458         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
459                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
460                         s->inuse - s->objsize);
461
462         if (s->offset)
463                 off = s->offset + sizeof(void *);
464         else
465                 off = s->inuse;
466
467         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
468                 off += 2 * sizeof(struct track);
469
470         if (off != s->size)
471                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
472                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
473
474         dump_stack();
475 }
476
477 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
478                         u8 *object, char *reason)
479 {
480         slab_bug(s, "%s", reason);
481         print_trailer(s, page, object);
482 }
483
484 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
485 {
486         va_list args;
487         char buf[100];
488
489         va_start(args, fmt);
490         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
491         va_end(args);
492         slab_bug(s, "%s", buf);
493         print_page_info(page);
494         dump_stack();
495 }
496
497 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
498 {
499         u8 *p = object;
500
501         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
502                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
503                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
504         }
505
506         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
507                 memset(p + s->objsize,
508                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
509                         s->inuse - s->objsize);
510 }
511
512 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
513 {
514         while (bytes) {
515                 if (*start != (u8)value)
516                         return start;
517                 start++;
518                 bytes--;
519         }
520         return NULL;
521 }
522
523 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
524                                                 void *from, void *to)
525 {
526         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
527         memset(from, data, to - from);
528 }
529
530 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
531                         u8 *object, char *what,
532                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
533 {
534         u8 *fault;
535         u8 *end;
536
537         fault = check_bytes(start, value, bytes);
538         if (!fault)
539                 return 1;
540
541         end = start + bytes;
542         while (end > fault && end[-1] == value)
543                 end--;
544
545         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
546         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
547                                         fault, end - 1, fault[0], value);
548         print_trailer(s, page, object);
549
550         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
551         return 0;
552 }
553
554 /*
555  * Object layout:
556  *
557  * object address
558  *      Bytes of the object to be managed.
559  *      If the freepointer may overlay the object then the free
560  *      pointer is the first word of the object.
561  *
562  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
563  *      0xa5 (POISON_END)
564  *
565  * object + s->objsize
566  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
567  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
568  *      objsize == inuse.
569  *
570  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
571  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
572  *
573  * object + s->inuse
574  *      Meta data starts here.
575  *
576  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
577  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
578  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
579  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
580  *              before the word boundary.
581  *
582  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
583  *
584  * object + s->size
585  *      Nothing is used beyond s->size.
586  *
587  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
588  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
589  * may be used with merged slabcaches.
590  */
591
592 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
593 {
594         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
595
596         if (s->offset)
597                 /* Freepointer is placed after the object. */
598                 off += sizeof(void *);
599
600         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
601                 /* We also have user information there */
602                 off += 2 * sizeof(struct track);
603
604         if (s->size == off)
605                 return 1;
606
607         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
608                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
609 }
610
611 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
612 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
613 {
614         u8 *start;
615         u8 *fault;
616         u8 *end;
617         int length;
618         int remainder;
619
620         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
621                 return 1;
622
623         start = page_address(page);
624         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
625         end = start + length;
626         remainder = length % s->size;
627         if (!remainder)
628                 return 1;
629
630         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
631         if (!fault)
632                 return 1;
633         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
634                 end--;
635
636         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
637         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
638
639         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
640         return 0;
641 }
642
643 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
644                                         void *object, int active)
645 {
646         u8 *p = object;
647         u8 *endobject = object + s->objsize;
648
649         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
650                 unsigned int red =
651                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
652
653                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
654                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
655                         return 0;
656         } else {
657                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
658                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
659                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
660                 }
661         }
662
663         if (s->flags & SLAB_POISON) {
664                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
665                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
666                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
667                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
668                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
669                         return 0;
670                 /*
671                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
672                  */
673                 check_pad_bytes(s, page, p);
674         }
675
676         if (!s->offset && active)
677                 /*
678                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
679                  * freepointer while object is allocated.
680                  */
681                 return 1;
682
683         /* Check free pointer validity */
684         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
685                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
686                 /*
687                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
688                  * of the free objects in this slab. May cause
689                  * another error because the object count is now wrong.
690                  */
691                 set_freepointer(s, p, NULL);
692                 return 0;
693         }
694         return 1;
695 }
696
697 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
698 {
699         int maxobj;
700
701         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
702
703         if (!PageSlab(page)) {
704                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
705                 return 0;
706         }
707
708         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
709         if (page->objects > maxobj) {
710                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
711                         s->name, page->objects, maxobj);
712                 return 0;
713         }
714         if (page->inuse > page->objects) {
715                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
716                         s->name, page->inuse, page->objects);
717                 return 0;
718         }
719         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
720         slab_pad_check(s, page);
721         return 1;
722 }
723
724 /*
725  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
726  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
727  */
728 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
729 {
730         int nr = 0;
731         void *fp = page->freelist;
732         void *object = NULL;
733         unsigned long max_objects;
734
735         while (fp && nr <= page->objects) {
736                 if (fp == search)
737                         return 1;
738                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
739                         if (object) {
740                                 object_err(s, page, object,
741                                         "Freechain corrupt");
742                                 set_freepointer(s, object, NULL);
743                                 break;
744                         } else {
745                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
746                                 page->freelist = NULL;
747                                 page->inuse = page->objects;
748                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
749                                 return 0;
750                         }
751                         break;
752                 }
753                 object = fp;
754                 fp = get_freepointer(s, object);
755                 nr++;
756         }
757
758         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
759         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
760                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
761
762         if (page->objects != max_objects) {
763                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
764                         "should be %d", page->objects, max_objects);
765                 page->objects = max_objects;
766                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
767         }
768         if (page->inuse != page->objects - nr) {
769                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
770                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
771                 page->inuse = page->objects - nr;
772                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
773         }
774         return search == NULL;
775 }
776
777 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
778                                                                 int alloc)
779 {
780         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
781                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
782                         s->name,
783                         alloc ? "alloc" : "free",
784                         object, page->inuse,
785                         page->freelist);
786
787                 if (!alloc)
788                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
789
790                 dump_stack();
791         }
792 }
793
794 /*
795  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
796  */
797 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
798 {
799         spin_lock(&n->list_lock);
800         list_add(&page->lru, &n->full);
801         spin_unlock(&n->list_lock);
802 }
803
804 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
805 {
806         struct kmem_cache_node *n;
807
808         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
809                 return;
810
811         n = get_node(s, page_to_nid(page));
812
813         spin_lock(&n->list_lock);
814         list_del(&page->lru);
815         spin_unlock(&n->list_lock);
816 }
817
818 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
819 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
820 {
821         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
822
823         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
824 }
825
826 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
827 {
828         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
829 }
830
831 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
832 {
833         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
834
835         /*
836          * May be called early in order to allocate a slab for the
837          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
838          * dilemma by deferring the increment of the count during
839          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
840          */
841         if (!NUMA_BUILD || n) {
842                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
843                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
844         }
845 }
846 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
847 {
848         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
849
850         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
851         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
852 }
853
854 /* Object debug checks for alloc/free paths */
855 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
856                                                                 void *object)
857 {
858         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
859                 return;
860
861         init_object(s, object, 0);
862         init_tracking(s, object);
863 }
864
865 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
866                                         void *object, unsigned long addr)
867 {
868         if (!check_slab(s, page))
869                 goto bad;
870
871         if (!on_freelist(s, page, object)) {
872                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
873                 goto bad;
874         }
875
876         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
877                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
878                 goto bad;
879         }
880
881         if (!check_object(s, page, object, 0))
882                 goto bad;
883
884         /* Success perform special debug activities for allocs */
885         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
886                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
887         trace(s, page, object, 1);
888         init_object(s, object, 1);
889         return 1;
890
891 bad:
892         if (PageSlab(page)) {
893                 /*
894                  * If this is a slab page then lets do the best we can
895                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
896                  * as used avoids touching the remaining objects.
897                  */
898                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
899                 page->inuse = page->objects;
900                 page->freelist = NULL;
901         }
902         return 0;
903 }
904
905 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
906                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
907 {
908         if (!check_slab(s, page))
909                 goto fail;
910
911         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
912                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
913                 goto fail;
914         }
915
916         if (on_freelist(s, page, object)) {
917                 object_err(s, page, object, "Object already free");
918                 goto fail;
919         }
920
921         if (!check_object(s, page, object, 1))
922                 return 0;
923
924         if (unlikely(s != page->slab)) {
925                 if (!PageSlab(page)) {
926                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
927                                 "outside of slab", object);
928                 } else if (!page->slab) {
929                         printk(KERN_ERR
930                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
931                                                 object);
932                         dump_stack();
933                 } else
934                         object_err(s, page, object,
935                                         "page slab pointer corrupt.");
936                 goto fail;
937         }
938
939         /* Special debug activities for freeing objects */
940         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
941                 remove_full(s, page);
942         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
943                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
944         trace(s, page, object, 0);
945         init_object(s, object, 0);
946         return 1;
947
948 fail:
949         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
950         return 0;
951 }
952
953 static int __init setup_slub_debug(char *str)
954 {
955         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
956         if (*str++ != '=' || !*str)
957                 /*
958                  * No options specified. Switch on full debugging.
959                  */
960                 goto out;
961
962         if (*str == ',')
963                 /*
964                  * No options but restriction on slabs. This means full
965                  * debugging for slabs matching a pattern.
966                  */
967                 goto check_slabs;
968
969         if (tolower(*str) == 'o') {
970                 /*
971                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
972                  * would increase as a result.
973                  */
974                 disable_higher_order_debug = 1;
975                 goto out;
976         }
977
978         slub_debug = 0;
979         if (*str == '-')
980                 /*
981                  * Switch off all debugging measures.
982                  */
983                 goto out;
984
985         /*
986          * Determine which debug features should be switched on
987          */
988         for (; *str && *str != ','; str++) {
989                 switch (tolower(*str)) {
990                 case 'f':
991                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
992                         break;
993                 case 'z':
994                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
995                         break;
996                 case 'p':
997                         slub_debug |= SLAB_POISON;
998                         break;
999                 case 'u':
1000                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1001                         break;
1002                 case 't':
1003                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1004                         break;
1005                 case 'a':
1006                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1007                         break;
1008                 default:
1009                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1010                                 "unknown. skipped\n", *str);
1011                 }
1012         }
1013
1014 check_slabs:
1015         if (*str == ',')
1016                 slub_debug_slabs = str + 1;
1017 out:
1018         return 1;
1019 }
1020
1021 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1022
1023 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1024         unsigned long flags, const char *name,
1025         void (*ctor)(void *))
1026 {
1027         /*
1028          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1029          */
1030         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1031                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1032                 flags |= slub_debug;
1033
1034         return flags;
1035 }
1036 #else
1037 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1038                         struct page *page, void *object) {}
1039
1040 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1041         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1042
1043 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1044         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1045
1046 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1047                         { return 1; }
1048 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1049                         void *object, int active) { return 1; }
1050 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1051 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1052         unsigned long flags, const char *name,
1053         void (*ctor)(void *))
1054 {
1055         return flags;
1056 }
1057 #define slub_debug 0
1058
1059 #define disable_higher_order_debug 0
1060
1061 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1062                                                         { return 0; }
1063 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1064                                                         { return 0; }
1065 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1066                                                         int objects) {}
1067 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1068                                                         int objects) {}
1069 #endif
1070
1071 /*
1072  * Slab allocation and freeing
1073  */
1074 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1075                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1076 {
1077         int order = oo_order(oo);
1078
1079         flags |= __GFP_NOTRACK;
1080
1081         if (node == NUMA_NO_NODE)
1082                 return alloc_pages(flags, order);
1083         else
1084                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1085 }
1086
1087 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1088 {
1089         struct page *page;
1090         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1091         gfp_t alloc_gfp;
1092
1093         flags |= s->allocflags;
1094
1095         /*
1096          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1097          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1098          */
1099         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1100
1101         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1102         if (unlikely(!page)) {
1103                 oo = s->min;
1104                 /*
1105                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1106                  * Try a lower order alloc if possible
1107                  */
1108                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1109                 if (!page)
1110                         return NULL;
1111
1112                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1113         }
1114
1115         if (kmemcheck_enabled
1116                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1117                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1118
1119                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1120
1121                 /*
1122                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1123                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1124                  */
1125                 if (s->ctor)
1126                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1127                 else
1128                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1129         }
1130
1131         page->objects = oo_objects(oo);
1132         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1133                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1134                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1135                 1 << oo_order(oo));
1136
1137         return page;
1138 }
1139
1140 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1141                                 void *object)
1142 {
1143         setup_object_debug(s, page, object);
1144         if (unlikely(s->ctor))
1145                 s->ctor(object);
1146 }
1147
1148 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1149 {
1150         struct page *page;
1151         void *start;
1152         void *last;
1153         void *p;
1154
1155         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1156
1157         page = allocate_slab(s,
1158                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1159         if (!page)
1160                 goto out;
1161
1162         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1163         page->slab = s;
1164         page->flags |= 1 << PG_slab;
1165
1166         start = page_address(page);
1167
1168         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1169                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1170
1171         last = start;
1172         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1173                 setup_object(s, page, last);
1174                 set_freepointer(s, last, p);
1175                 last = p;
1176         }
1177         setup_object(s, page, last);
1178         set_freepointer(s, last, NULL);
1179
1180         page->freelist = start;
1181         page->inuse = 0;
1182 out:
1183         return page;
1184 }
1185
1186 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1187 {
1188         int order = compound_order(page);
1189         int pages = 1 << order;
1190
1191         if (kmem_cache_debug(s)) {
1192                 void *p;
1193
1194                 slab_pad_check(s, page);
1195                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1196                                                 page->objects)
1197                         check_object(s, page, p, 0);
1198         }
1199
1200         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1201
1202         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1203                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1204                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1205                 -pages);
1206
1207         __ClearPageSlab(page);
1208         reset_page_mapcount(page);
1209         if (current->reclaim_state)
1210                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1211         __free_pages(page, order);
1212 }
1213
1214 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1215 {
1216         struct page *page;
1217
1218         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1219         __free_slab(page->slab, page);
1220 }
1221
1222 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1223 {
1224         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1225                 /*
1226                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1227                  */
1228                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1229
1230                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1231         } else
1232                 __free_slab(s, page);
1233 }
1234
1235 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1236 {
1237         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1238         free_slab(s, page);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Per slab locking using the pagelock
1243  */
1244 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1245 {
1246         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1247 }
1248
1249 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1250 {
1251         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1252 }
1253
1254 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1255 {
1256         int rc = 1;
1257
1258         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1259         return rc;
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Management of partially allocated slabs
1264  */
1265 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1266                                 struct page *page, int tail)
1267 {
1268         spin_lock(&n->list_lock);
1269         n->nr_partial++;
1270         if (tail)
1271                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1272         else
1273                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1274         spin_unlock(&n->list_lock);
1275 }
1276
1277 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1278 {
1279         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1280
1281         spin_lock(&n->list_lock);
1282         list_del(&page->lru);
1283         n->nr_partial--;
1284         spin_unlock(&n->list_lock);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Lock slab and remove from the partial list.
1289  *
1290  * Must hold list_lock.
1291  */
1292 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1293                                                         struct page *page)
1294 {
1295         if (slab_trylock(page)) {
1296                 list_del(&page->lru);
1297                 n->nr_partial--;
1298                 __SetPageSlubFrozen(page);
1299                 return 1;
1300         }
1301         return 0;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1306  */
1307 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1308 {
1309         struct page *page;
1310
1311         /*
1312          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1313          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1314          * partial slab and there is none available then get_partials()
1315          * will return NULL.
1316          */
1317         if (!n || !n->nr_partial)
1318                 return NULL;
1319
1320         spin_lock(&n->list_lock);
1321         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1322                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1323                         goto out;
1324         page = NULL;
1325 out:
1326         spin_unlock(&n->list_lock);
1327         return page;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1332  */
1333 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1334 {
1335 #ifdef CONFIG_NUMA
1336         struct zonelist *zonelist;
1337         struct zoneref *z;
1338         struct zone *zone;
1339         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1340         struct page *page;
1341
1342         /*
1343          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1344          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1345          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1346          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1347          *
1348          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1349          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1350          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1351          * from other nodes and filled up.
1352          *
1353          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1354          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1355          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1356          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1357          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1358          * with available objects.
1359          */
1360         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1361                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1362                 return NULL;
1363
1364         get_mems_allowed();
1365         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1366         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1367                 struct kmem_cache_node *n;
1368
1369                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1370
1371                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1372                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1373                         page = get_partial_node(n);
1374                         if (page) {
1375                                 put_mems_allowed();
1376                                 return page;
1377                         }
1378                 }
1379         }
1380         put_mems_allowed();
1381 #endif
1382         return NULL;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Get a partial page, lock it and return it.
1387  */
1388 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1389 {
1390         struct page *page;
1391         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1392
1393         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1394         if (page || node != -1)
1395                 return page;
1396
1397         return get_any_partial(s, flags);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Move a page back to the lists.
1402  *
1403  * Must be called with the slab lock held.
1404  *
1405  * On exit the slab lock will have been dropped.
1406  */
1407 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1408 {
1409         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1410
1411         __ClearPageSlubFrozen(page);
1412         if (page->inuse) {
1413
1414                 if (page->freelist) {
1415                         add_partial(n, page, tail);
1416                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1417                 } else {
1418                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1419                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1420                                 add_full(n, page);
1421                 }
1422                 slab_unlock(page);
1423         } else {
1424                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1425                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1426                         /*
1427                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1428                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1429                          * to come after the other slabs with objects in
1430                          * so that the others get filled first. That way the
1431                          * size of the partial list stays small.
1432                          *
1433                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1434                          * the partial list.
1435                          */
1436                         add_partial(n, page, 1);
1437                         slab_unlock(page);
1438                 } else {
1439                         slab_unlock(page);
1440                         stat(s, FREE_SLAB);
1441                         discard_slab(s, page);
1442                 }
1443         }
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Remove the cpu slab
1448  */
1449 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1450 {
1451         struct page *page = c->page;
1452         int tail = 1;
1453
1454         if (page->freelist)
1455                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1456         /*
1457          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1458          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1459          * to occur.
1460          */
1461         while (unlikely(c->freelist)) {
1462                 void **object;
1463
1464                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1465
1466                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1467                 object = c->freelist;
1468                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1469
1470                 /* And put onto the regular freelist */
1471                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1472                 page->freelist = object;
1473                 page->inuse--;
1474         }
1475         c->page = NULL;
1476         unfreeze_slab(s, page, tail);
1477 }
1478
1479 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1480 {
1481         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1482         slab_lock(c->page);
1483         deactivate_slab(s, c);
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Flush cpu slab.
1488  *
1489  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1490  */
1491 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1492 {
1493         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1494
1495         if (likely(c && c->page))
1496                 flush_slab(s, c);
1497 }
1498
1499 static void flush_cpu_slab(void *d)
1500 {
1501         struct kmem_cache *s = d;
1502
1503         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1504 }
1505
1506 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1507 {
1508         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1513  * locality expectations.
1514  */
1515 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_NUMA
1518         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1519                 return 0;
1520 #endif
1521         return 1;
1522 }
1523
1524 static int count_free(struct page *page)
1525 {
1526         return page->objects - page->inuse;
1527 }
1528
1529 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1530                                         int (*get_count)(struct page *))
1531 {
1532         unsigned long flags;
1533         unsigned long x = 0;
1534         struct page *page;
1535
1536         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1537         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1538                 x += get_count(page);
1539         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1540         return x;
1541 }
1542
1543 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1544 {
1545 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1546         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1547 #else
1548         return 0;
1549 #endif
1550 }
1551
1552 static noinline void
1553 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1554 {
1555         int node;
1556
1557         printk(KERN_WARNING
1558                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1559                 nid, gfpflags);
1560         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1561                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1562                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1563
1564         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1565                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1566                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1567
1568         for_each_online_node(node) {
1569                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1570                 unsigned long nr_slabs;
1571                 unsigned long nr_objs;
1572                 unsigned long nr_free;
1573
1574                 if (!n)
1575                         continue;
1576
1577                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1578                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1579                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1580
1581                 printk(KERN_WARNING
1582                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1583                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1584         }
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1589  * debugging duties.
1590  *
1591  * Interrupts are disabled.
1592  *
1593  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1594  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1595  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1596  *
1597  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1598  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1599  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1600  *
1601  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1602  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1603  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1604  */
1605 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1606                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1607 {
1608         void **object;
1609         struct page *new;
1610
1611         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1612         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1613
1614         if (!c->page)
1615                 goto new_slab;
1616
1617         slab_lock(c->page);
1618         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1619                 goto another_slab;
1620
1621         stat(s, ALLOC_REFILL);
1622
1623 load_freelist:
1624         object = c->page->freelist;
1625         if (unlikely(!object))
1626                 goto another_slab;
1627         if (kmem_cache_debug(s))
1628                 goto debug;
1629
1630         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1631         c->page->inuse = c->page->objects;
1632         c->page->freelist = NULL;
1633         c->node = page_to_nid(c->page);
1634 unlock_out:
1635         slab_unlock(c->page);
1636         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1637         return object;
1638
1639 another_slab:
1640         deactivate_slab(s, c);
1641
1642 new_slab:
1643         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1644         if (new) {
1645                 c->page = new;
1646                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1647                 goto load_freelist;
1648         }
1649
1650         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1651                 local_irq_enable();
1652
1653         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1654
1655         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1656                 local_irq_disable();
1657
1658         if (new) {
1659                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1660                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1661                 if (c->page)
1662                         flush_slab(s, c);
1663                 slab_lock(new);
1664                 __SetPageSlubFrozen(new);
1665                 c->page = new;
1666                 goto load_freelist;
1667         }
1668         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1669                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1670         return NULL;
1671 debug:
1672         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1673                 goto another_slab;
1674
1675         c->page->inuse++;
1676         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1677         c->node = -1;
1678         goto unlock_out;
1679 }
1680
1681 /*
1682  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1683  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1684  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1685  *
1686  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1687  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1688  *
1689  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1690  */
1691 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1692                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1693 {
1694         void **object;
1695         struct kmem_cache_cpu *c;
1696         unsigned long flags;
1697
1698         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1699
1700         lockdep_trace_alloc(gfpflags);
1701         might_sleep_if(gfpflags & __GFP_WAIT);
1702
1703         if (should_failslab(s->objsize, gfpflags, s->flags))
1704                 return NULL;
1705
1706         local_irq_save(flags);
1707         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1708         object = c->freelist;
1709         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1710
1711                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1712
1713         else {
1714                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1715                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1716         }
1717         local_irq_restore(flags);
1718
1719         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1720                 memset(object, 0, s->objsize);
1721
1722         kmemcheck_slab_alloc(s, gfpflags, object, s->objsize);
1723         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, gfpflags);
1724
1725         return object;
1726 }
1727
1728 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1729 {
1730         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1731
1732         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1733
1734         return ret;
1735 }
1736 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1737
1738 #ifdef CONFIG_TRACING
1739 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1740 {
1741         return slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1742 }
1743 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1744 #endif
1745
1746 #ifdef CONFIG_NUMA
1747 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1748 {
1749         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1750
1751         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1752                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1753
1754         return ret;
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1757 #endif
1758
1759 #ifdef CONFIG_TRACING
1760 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1761                                     gfp_t gfpflags,
1762                                     int node)
1763 {
1764         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1767 #endif
1768
1769 /*
1770  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1771  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1772  *
1773  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1774  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1775  * handling required then we can return immediately.
1776  */
1777 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1778                         void *x, unsigned long addr)
1779 {
1780         void *prior;
1781         void **object = (void *)x;
1782
1783         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1784         slab_lock(page);
1785
1786         if (kmem_cache_debug(s))
1787                 goto debug;
1788
1789 checks_ok:
1790         prior = page->freelist;
1791         set_freepointer(s, object, prior);
1792         page->freelist = object;
1793         page->inuse--;
1794
1795         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1796                 stat(s, FREE_FROZEN);
1797                 goto out_unlock;
1798         }
1799
1800         if (unlikely(!page->inuse))
1801                 goto slab_empty;
1802
1803         /*
1804          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1805          * then add it.
1806          */
1807         if (unlikely(!prior)) {
1808                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1809                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1810         }
1811
1812 out_unlock:
1813         slab_unlock(page);
1814         return;
1815
1816 slab_empty:
1817         if (prior) {
1818                 /*
1819                  * Slab still on the partial list.
1820                  */
1821                 remove_partial(s, page);
1822                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1823         }
1824         slab_unlock(page);
1825         stat(s, FREE_SLAB);
1826         discard_slab(s, page);
1827         return;
1828
1829 debug:
1830         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1831                 goto out_unlock;
1832         goto checks_ok;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1837  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1838  *
1839  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1840  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1841  * the item before.
1842  *
1843  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1844  * with all sorts of special processing.
1845  */
1846 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1847                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1848 {
1849         void **object = (void *)x;
1850         struct kmem_cache_cpu *c;
1851         unsigned long flags;
1852
1853         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
1854         local_irq_save(flags);
1855         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1856         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
1857         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1858         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
1859                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
1860         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1861                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1862                 c->freelist = object;
1863                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1864         } else
1865                 __slab_free(s, page, x, addr);
1866
1867         local_irq_restore(flags);
1868 }
1869
1870 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1871 {
1872         struct page *page;
1873
1874         page = virt_to_head_page(x);
1875
1876         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1877
1878         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1881
1882 /* Figure out on which slab page the object resides */
1883 static struct page *get_object_page(const void *x)
1884 {
1885         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1886
1887         if (!PageSlab(page))
1888                 return NULL;
1889
1890         return page;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1895  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1896  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1897  * another.
1898  *
1899  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1900  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1901  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1902  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1903  * locking overhead.
1904  */
1905
1906 /*
1907  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1908  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1909  * and increases the number of allocations possible without having to
1910  * take the list_lock.
1911  */
1912 static int slub_min_order;
1913 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1914 static int slub_min_objects;
1915
1916 /*
1917  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1918  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1919  */
1920 static int slub_nomerge;
1921
1922 /*
1923  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1924  *
1925  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1926  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1927  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1928  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1929  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1930  * would be wasted.
1931  *
1932  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1933  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1934  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1935  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1936  *
1937  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1938  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1939  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1940  * of space in favor of a small page order.
1941  *
1942  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1943  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1944  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1945  * the smallest order which will fit the object.
1946  */
1947 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1948                                 int max_order, int fract_leftover)
1949 {
1950         int order;
1951         int rem;
1952         int min_order = slub_min_order;
1953
1954         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1955                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1956
1957         for (order = max(min_order,
1958                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1959                         order <= max_order; order++) {
1960
1961                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1962
1963                 if (slab_size < min_objects * size)
1964                         continue;
1965
1966                 rem = slab_size % size;
1967
1968                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1969                         break;
1970
1971         }
1972
1973         return order;
1974 }
1975
1976 static inline int calculate_order(int size)
1977 {
1978         int order;
1979         int min_objects;
1980         int fraction;
1981         int max_objects;
1982
1983         /*
1984          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1985          * works by first attempting to generate a layout with
1986          * the best configuration and backing off gradually.
1987          *
1988          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1989          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1990          */
1991         min_objects = slub_min_objects;
1992         if (!min_objects)
1993                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1994         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
1995         min_objects = min(min_objects, max_objects);
1996
1997         while (min_objects > 1) {
1998                 fraction = 16;
1999                 while (fraction >= 4) {
2000                         order = slab_order(size, min_objects,
2001                                                 slub_max_order, fraction);
2002                         if (order <= slub_max_order)
2003                                 return order;
2004                         fraction /= 2;
2005                 }
2006                 min_objects--;
2007         }
2008
2009         /*
2010          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2011          * lets see if we can place a single object there.
2012          */
2013         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2014         if (order <= slub_max_order)
2015                 return order;
2016
2017         /*
2018          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2019          */
2020         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2021         if (order < MAX_ORDER)
2022                 return order;
2023         return -ENOSYS;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2028  */
2029 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2030                 unsigned long align, unsigned long size)
2031 {
2032         /*
2033          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2034          * suggestion if the object is sufficiently large.
2035          *
2036          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2037          * alignment though. If that is greater then use it.
2038          */
2039         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2040                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2041                 while (size <= ralign / 2)
2042                         ralign /= 2;
2043                 align = max(align, ralign);
2044         }
2045
2046         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2047                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2048
2049         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2050 }
2051
2052 static void
2053 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2054 {
2055         n->nr_partial = 0;
2056         spin_lock_init(&n->list_lock);
2057         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2059         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2060         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2061         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2062 #endif
2063 }
2064
2065 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu, kmalloc_percpu[KMALLOC_CACHES]);
2066
2067 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2068 {
2069         if (s < kmalloc_caches + KMALLOC_CACHES && s >= kmalloc_caches)
2070                 /*
2071                  * Boot time creation of the kmalloc array. Use static per cpu data
2072                  * since the per cpu allocator is not available yet.
2073                  */
2074                 s->cpu_slab = kmalloc_percpu + (s - kmalloc_caches);
2075         else
2076                 s->cpu_slab =  alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2077
2078         if (!s->cpu_slab)
2079                 return 0;
2080
2081         return 1;
2082 }
2083
2084 #ifdef CONFIG_NUMA
2085 /*
2086  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2087  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2088  * possible.
2089  *
2090  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2091  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2092  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2093  */
2094 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2095 {
2096         struct page *page;
2097         struct kmem_cache_node *n;
2098         unsigned long flags;
2099
2100         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2101
2102         page = new_slab(kmalloc_caches, GFP_NOWAIT, node);
2103
2104         BUG_ON(!page);
2105         if (page_to_nid(page) != node) {
2106                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2107                                 "node %d\n", node);
2108                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2109                                 "in order to be able to continue\n");
2110         }
2111
2112         n = page->freelist;
2113         BUG_ON(!n);
2114         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2115         page->inuse++;
2116         kmalloc_caches->node[node] = n;
2117 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2118         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2119         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2120 #endif
2121         init_kmem_cache_node(n, kmalloc_caches);
2122         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2123
2124         /*
2125          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2126          * so even though there cannot be a race this early in
2127          * the boot sequence, we still disable irqs.
2128          */
2129         local_irq_save(flags);
2130         add_partial(n, page, 0);
2131         local_irq_restore(flags);
2132 }
2133
2134 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2135 {
2136         int node;
2137
2138         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2139                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2140                 if (n)
2141                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2142                 s->node[node] = NULL;
2143         }
2144 }
2145
2146 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2147 {
2148         int node;
2149
2150         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2151                 struct kmem_cache_node *n;
2152
2153                 if (slab_state == DOWN) {
2154                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2155                         continue;
2156                 }
2157                 n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2158                                                 GFP_KERNEL, node);
2159
2160                 if (!n) {
2161                         free_kmem_cache_nodes(s);
2162                         return 0;
2163                 }
2164
2165                 s->node[node] = n;
2166                 init_kmem_cache_node(n, s);
2167         }
2168         return 1;
2169 }
2170 #else
2171 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2172 {
2173 }
2174
2175 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2176 {
2177         init_kmem_cache_node(&s->local_node, s);
2178         return 1;
2179 }
2180 #endif
2181
2182 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2183 {
2184         if (min < MIN_PARTIAL)
2185                 min = MIN_PARTIAL;
2186         else if (min > MAX_PARTIAL)
2187                 min = MAX_PARTIAL;
2188         s->min_partial = min;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2193  * a slab object.
2194  */
2195 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2196 {
2197         unsigned long flags = s->flags;
2198         unsigned long size = s->objsize;
2199         unsigned long align = s->align;
2200         int order;
2201
2202         /*
2203          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2204          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2205          * the possible location of the free pointer.
2206          */
2207         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2208
2209 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2210         /*
2211          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2212          * the slab may touch the object after free or before allocation
2213          * then we should never poison the object itself.
2214          */
2215         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2216                         !s->ctor)
2217                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2218         else
2219                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2220
2221
2222         /*
2223          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2224          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2225          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2226          */
2227         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2228                 size += sizeof(void *);
2229 #endif
2230
2231         /*
2232          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2233          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2234          */
2235         s->inuse = size;
2236
2237         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2238                 s->ctor)) {
2239                 /*
2240                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2241                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2242                  * kmem_cache_free.
2243                  *
2244                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2245                  * destructor or are poisoning the objects.
2246                  */
2247                 s->offset = size;
2248                 size += sizeof(void *);
2249         }
2250
2251 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2252         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2253                 /*
2254                  * Need to store information about allocs and frees after
2255                  * the object.
2256                  */
2257                 size += 2 * sizeof(struct track);
2258
2259         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2260                 /*
2261                  * Add some empty padding so that we can catch
2262                  * overwrites from earlier objects rather than let
2263                  * tracking information or the free pointer be
2264                  * corrupted if a user writes before the start
2265                  * of the object.
2266                  */
2267                 size += sizeof(void *);
2268 #endif
2269
2270         /*
2271          * Determine the alignment based on various parameters that the
2272          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2273          * on bootup.
2274          */
2275         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2276         s->align = align;
2277
2278         /*
2279          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2280          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2281          * each object to conform to the alignment.
2282          */
2283         size = ALIGN(size, align);
2284         s->size = size;
2285         if (forced_order >= 0)
2286                 order = forced_order;
2287         else
2288                 order = calculate_order(size);
2289
2290         if (order < 0)
2291                 return 0;
2292
2293         s->allocflags = 0;
2294         if (order)
2295                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2296
2297         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2298                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2299
2300         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2301                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2302
2303         /*
2304          * Determine the number of objects per slab
2305          */
2306         s->oo = oo_make(order, size);
2307         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2308         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2309                 s->max = s->oo;
2310
2311         return !!oo_objects(s->oo);
2312
2313 }
2314
2315 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2316                 const char *name, size_t size,
2317                 size_t align, unsigned long flags,
2318                 void (*ctor)(void *))
2319 {
2320         memset(s, 0, kmem_size);
2321         s->name = name;
2322         s->ctor = ctor;
2323         s->objsize = size;
2324         s->align = align;
2325         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2326
2327         if (!calculate_sizes(s, -1))
2328                 goto error;
2329         if (disable_higher_order_debug) {
2330                 /*
2331                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2332                  * order increased.
2333                  */
2334                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2335                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2336                         s->offset = 0;
2337                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2338                                 goto error;
2339                 }
2340         }
2341
2342         /*
2343          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2344          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2345          */
2346         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2347         s->refcount = 1;
2348 #ifdef CONFIG_NUMA
2349         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2350 #endif
2351         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2352                 goto error;
2353
2354         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2355                 return 1;
2356
2357         free_kmem_cache_nodes(s);
2358 error:
2359         if (flags & SLAB_PANIC)
2360                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2361                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2362                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2363                         s->offset, flags);
2364         return 0;
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Check if a given pointer is valid
2369  */
2370 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2371 {
2372         struct page *page;
2373
2374         if (!kern_ptr_validate(object, s->size))
2375                 return 0;
2376
2377         page = get_object_page(object);
2378
2379         if (!page || s != page->slab)
2380                 /* No slab or wrong slab */
2381                 return 0;
2382
2383         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2384                 return 0;
2385
2386         /*
2387          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2388          * But this would be too expensive and it seems that the main
2389          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2390          * to a certain slab.
2391          */
2392         return 1;
2393 }
2394 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2395
2396 /*
2397  * Determine the size of a slab object
2398  */
2399 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2400 {
2401         return s->objsize;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2404
2405 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2406 {
2407         return s->name;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2410
2411 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2412                                                         const char *text)
2413 {
2414 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2415         void *addr = page_address(page);
2416         void *p;
2417         long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) * sizeof(long),
2418                             GFP_ATOMIC);
2419
2420         if (!map)
2421                 return;
2422         slab_err(s, page, "%s", text);
2423         slab_lock(page);
2424         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2425                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2426
2427         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2428
2429                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2430                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2431                                                         p, p - addr);
2432                         print_tracking(s, p);
2433                 }
2434         }
2435         slab_unlock(page);
2436         kfree(map);
2437 #endif
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2442  */
2443 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2444 {
2445         unsigned long flags;
2446         struct page *page, *h;
2447
2448         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2449         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2450                 if (!page->inuse) {
2451                         list_del(&page->lru);
2452                         discard_slab(s, page);
2453                         n->nr_partial--;
2454                 } else {
2455                         list_slab_objects(s, page,
2456                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2457                 }
2458         }
2459         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Release all resources used by a slab cache.
2464  */
2465 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2466 {
2467         int node;
2468
2469         flush_all(s);
2470         free_percpu(s->cpu_slab);
2471         /* Attempt to free all objects */
2472         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2473                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2474
2475                 free_partial(s, n);
2476                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2477                         return 1;
2478         }
2479         free_kmem_cache_nodes(s);
2480         return 0;
2481 }
2482
2483 /*
2484  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2485  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2486  */
2487 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2488 {
2489         down_write(&slub_lock);
2490         s->refcount--;
2491         if (!s->refcount) {
2492                 list_del(&s->list);
2493                 if (kmem_cache_close(s)) {
2494                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2495                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2496                         dump_stack();
2497                 }
2498                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2499                         rcu_barrier();
2500                 sysfs_slab_remove(s);
2501         }
2502         up_write(&slub_lock);
2503 }
2504 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2505
2506 /********************************************************************
2507  *              Kmalloc subsystem
2508  *******************************************************************/
2509
2510 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_CACHES] __cacheline_aligned;
2511 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2512
2513 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2514 static struct kmem_cache kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2515 #endif
2516
2517 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2518 {
2519         get_option(&str, &slub_min_order);
2520
2521         return 1;
2522 }
2523
2524 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2525
2526 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2527 {
2528         get_option(&str, &slub_max_order);
2529         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2530
2531         return 1;
2532 }
2533
2534 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2535
2536 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2537 {
2538         get_option(&str, &slub_min_objects);
2539
2540         return 1;
2541 }
2542
2543 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2544
2545 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2546 {
2547         slub_nomerge = 1;
2548         return 1;
2549 }
2550
2551 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2552
2553 static void create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2554                 const char *name, int size, unsigned int flags)
2555 {
2556         /*
2557          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2558          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2559          */
2560         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2561                                                                 flags, NULL))
2562                 goto panic;
2563
2564         list_add(&s->list, &slab_caches);
2565
2566         if (!sysfs_slab_add(s))
2567                 return;
2568
2569 panic:
2570         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2575  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2576  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2577  * fls.
2578  */
2579 static s8 size_index[24] = {
2580         3,      /* 8 */
2581         4,      /* 16 */
2582         5,      /* 24 */
2583         5,      /* 32 */
2584         6,      /* 40 */
2585         6,      /* 48 */
2586         6,      /* 56 */
2587         6,      /* 64 */
2588         1,      /* 72 */
2589         1,      /* 80 */
2590         1,      /* 88 */
2591         1,      /* 96 */
2592         7,      /* 104 */
2593         7,      /* 112 */
2594         7,      /* 120 */
2595         7,      /* 128 */
2596         2,      /* 136 */
2597         2,      /* 144 */
2598         2,      /* 152 */
2599         2,      /* 160 */
2600         2,      /* 168 */
2601         2,      /* 176 */
2602         2,      /* 184 */
2603         2       /* 192 */
2604 };
2605
2606 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2607 {
2608         return (bytes - 1) / 8;
2609 }
2610
2611 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2612 {
2613         int index;
2614
2615         if (size <= 192) {
2616                 if (!size)
2617                         return ZERO_SIZE_PTR;
2618
2619                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2620         } else
2621                 index = fls(size - 1);
2622
2623 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2624         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2625                 return &kmalloc_dma_caches[index];
2626
2627 #endif
2628         return &kmalloc_caches[index];
2629 }
2630
2631 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2632 {
2633         struct kmem_cache *s;
2634         void *ret;
2635
2636         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2637                 return kmalloc_large(size, flags);
2638
2639         s = get_slab(size, flags);
2640
2641         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2642                 return s;
2643
2644         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2645
2646         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2647
2648         return ret;
2649 }
2650 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2651
2652 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2653 {
2654         struct page *page;
2655         void *ptr = NULL;
2656
2657         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2658         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2659         if (page)
2660                 ptr = page_address(page);
2661
2662         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2663         return ptr;
2664 }
2665
2666 #ifdef CONFIG_NUMA
2667 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2668 {
2669         struct kmem_cache *s;
2670         void *ret;
2671
2672         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2673                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2674
2675                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2676                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2677                                    flags, node);
2678
2679                 return ret;
2680         }
2681
2682         s = get_slab(size, flags);
2683
2684         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2685                 return s;
2686
2687         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2688
2689         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2690
2691         return ret;
2692 }
2693 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2694 #endif
2695
2696 size_t ksize(const void *object)
2697 {
2698         struct page *page;
2699         struct kmem_cache *s;
2700
2701         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2702                 return 0;
2703
2704         page = virt_to_head_page(object);
2705
2706         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2707                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2708                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2709         }
2710         s = page->slab;
2711
2712 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2713         /*
2714          * Debugging requires use of the padding between object
2715          * and whatever may come after it.
2716          */
2717         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2718                 return s->objsize;
2719
2720 #endif
2721         /*
2722          * If we have the need to store the freelist pointer
2723          * back there or track user information then we can
2724          * only use the space before that information.
2725          */
2726         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2727                 return s->inuse;
2728         /*
2729          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2730          */
2731         return s->size;
2732 }
2733 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2734
2735 void kfree(const void *x)
2736 {
2737         struct page *page;
2738         void *object = (void *)x;
2739
2740         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2741
2742         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2743                 return;
2744
2745         page = virt_to_head_page(x);
2746         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2747                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2748                 kmemleak_free(x);
2749                 put_page(page);
2750                 return;
2751         }
2752         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2753 }
2754 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2755
2756 /*
2757  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2758  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2759  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2760  * and thus they can be removed from the partial lists.
2761  *
2762  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2763  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2764  * are freed in them.
2765  */
2766 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2767 {
2768         int node;
2769         int i;
2770         struct kmem_cache_node *n;
2771         struct page *page;
2772         struct page *t;
2773         int objects = oo_objects(s->max);
2774         struct list_head *slabs_by_inuse =
2775                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2776         unsigned long flags;
2777
2778         if (!slabs_by_inuse)
2779                 return -ENOMEM;
2780
2781         flush_all(s);
2782         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2783                 n = get_node(s, node);
2784
2785                 if (!n->nr_partial)
2786                         continue;
2787
2788                 for (i = 0; i < objects; i++)
2789                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2790
2791                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2792
2793                 /*
2794                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2795                  *
2796                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2797                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2798                  */
2799                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2800                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2801                                 /*
2802                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2803                                  * may have freed the last object and be
2804                                  * waiting to release the slab.
2805                                  */
2806                                 list_del(&page->lru);
2807                                 n->nr_partial--;
2808                                 slab_unlock(page);
2809                                 discard_slab(s, page);
2810                         } else {
2811                                 list_move(&page->lru,
2812                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2813                         }
2814                 }
2815
2816                 /*
2817                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2818                  * first and the least used slabs at the end.
2819                  */
2820                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2821                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2822
2823                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2824         }
2825
2826         kfree(slabs_by_inuse);
2827         return 0;
2828 }
2829 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2830
2831 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2832 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2833 {
2834         struct kmem_cache *s;
2835
2836         down_read(&slub_lock);
2837         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2838                 kmem_cache_shrink(s);
2839         up_read(&slub_lock);
2840
2841         return 0;
2842 }
2843
2844 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2845 {
2846         struct kmem_cache_node *n;
2847         struct kmem_cache *s;
2848         struct memory_notify *marg = arg;
2849         int offline_node;
2850
2851         offline_node = marg->status_change_nid;
2852
2853         /*
2854          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2855          * for it yet.
2856          */
2857         if (offline_node < 0)
2858                 return;
2859
2860         down_read(&slub_lock);
2861         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2862                 n = get_node(s, offline_node);
2863                 if (n) {
2864                         /*
2865                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2866                          * that is going down. We were unable to free them,
2867                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2868                          * callback. So, we must fail.
2869                          */
2870                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2871
2872                         s->node[offline_node] = NULL;
2873                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2874                 }
2875         }
2876         up_read(&slub_lock);
2877 }
2878
2879 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2880 {
2881         struct kmem_cache_node *n;
2882         struct kmem_cache *s;
2883         struct memory_notify *marg = arg;
2884         int nid = marg->status_change_nid;
2885         int ret = 0;
2886
2887         /*
2888          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2889          * already created. Nothing to do.
2890          */
2891         if (nid < 0)
2892                 return 0;
2893
2894         /*
2895          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2896          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2897          * online.
2898          */
2899         down_read(&slub_lock);
2900         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2901                 /*
2902                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2903                  *      since memory is not yet available from the node that
2904                  *      is brought up.
2905                  */
2906                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2907                 if (!n) {
2908                         ret = -ENOMEM;
2909                         goto out;
2910                 }
2911                 init_kmem_cache_node(n, s);
2912                 s->node[nid] = n;
2913         }
2914 out:
2915         up_read(&slub_lock);
2916         return ret;
2917 }
2918
2919 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2920                                 unsigned long action, void *arg)
2921 {
2922         int ret = 0;
2923
2924         switch (action) {
2925         case MEM_GOING_ONLINE:
2926                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2927                 break;
2928         case MEM_GOING_OFFLINE:
2929                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2930                 break;
2931         case MEM_OFFLINE:
2932         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2933                 slab_mem_offline_callback(arg);
2934                 break;
2935         case MEM_ONLINE:
2936         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2937                 break;
2938         }
2939         if (ret)
2940                 ret = notifier_from_errno(ret);
2941         else
2942                 ret = NOTIFY_OK;
2943         return ret;
2944 }
2945
2946 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2947
2948 /********************************************************************
2949  *                      Basic setup of slabs
2950  *******************************************************************/
2951
2952 void __init kmem_cache_init(void)
2953 {
2954         int i;
2955         int caches = 0;
2956
2957 #ifdef CONFIG_NUMA
2958         /*
2959          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2960          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2961          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2962          */
2963         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2964                 sizeof(struct kmem_cache_node), 0);
2965         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2966         caches++;
2967
2968         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
2969 #endif
2970
2971         /* Able to allocate the per node structures */
2972         slab_state = PARTIAL;
2973
2974         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2975         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
2976                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2977                                 "kmalloc-96", 96, 0);
2978                 caches++;
2979         }
2980         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2981                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2982                                 "kmalloc-192", 192, 0);
2983                 caches++;
2984         }
2985
2986         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
2987                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2988                         "kmalloc", 1 << i, 0);
2989                 caches++;
2990         }
2991
2992
2993         /*
2994          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2995          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2996          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
2997          *
2998          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2999          * handle the index determination for the smaller caches.
3000          *
3001          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3002          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3003          */
3004         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3005                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3006
3007         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3008                 int elem = size_index_elem(i);
3009                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3010                         break;
3011                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3012         }
3013
3014         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3015                 /*
3016                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3017                  * is 64 byte.
3018                  */
3019                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3020                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3021         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3022                 /*
3023                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3024                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3025                  * instead.
3026                  */
3027                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3028                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3029         }
3030
3031         slab_state = UP;
3032
3033         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3034         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3035                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3036
3037                 BUG_ON(!s);
3038                 kmalloc_caches[i].name = s;
3039         }
3040
3041 #ifdef CONFIG_SMP
3042         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3043 #endif
3044 #ifdef CONFIG_NUMA
3045         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3046                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3047 #else
3048         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3049 #endif
3050
3051 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3052         for (i = 1; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3053                 struct kmem_cache *s = &kmalloc_caches[i];
3054
3055                 if (s->size) {
3056                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3057                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3058
3059                         BUG_ON(!name);
3060                         create_kmalloc_cache(&kmalloc_dma_caches[i],
3061                                 name, s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3062                 }
3063         }
3064 #endif
3065         printk(KERN_INFO
3066                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3067                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3068                 caches, cache_line_size(),
3069                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3070                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3071 }
3072
3073 void __init kmem_cache_init_late(void)
3074 {
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Find a mergeable slab cache
3079  */
3080 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3081 {
3082         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3083                 return 1;
3084
3085         if (s->ctor)
3086                 return 1;
3087
3088         /*
3089          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3090          */
3091         if (s->refcount < 0)
3092                 return 1;
3093
3094         return 0;
3095 }
3096
3097 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3098                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3099                 void (*ctor)(void *))
3100 {
3101         struct kmem_cache *s;
3102
3103         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3104                 return NULL;
3105
3106         if (ctor)
3107                 return NULL;
3108
3109         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3110         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3111         size = ALIGN(size, align);
3112         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3113
3114         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3115                 if (slab_unmergeable(s))
3116                         continue;
3117
3118                 if (size > s->size)
3119                         continue;
3120
3121                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3122                                 continue;
3123                 /*
3124                  * Check if alignment is compatible.
3125                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3126                  */
3127                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3128                         continue;
3129
3130                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3131                         continue;
3132
3133                 return s;
3134         }
3135         return NULL;
3136 }
3137
3138 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3139                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3140 {
3141         struct kmem_cache *s;
3142
3143         if (WARN_ON(!name))
3144                 return NULL;
3145
3146         down_write(&slub_lock);
3147         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3148         if (s) {
3149                 s->refcount++;
3150                 /*
3151                  * Adjust the object sizes so that we clear
3152                  * the complete object on kzalloc.
3153                  */
3154                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3155                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3156
3157                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3158                         s->refcount--;
3159                         goto err;
3160                 }
3161                 up_write(&slub_lock);
3162                 return s;
3163         }
3164
3165         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3166         if (s) {
3167                 if (kmem_cache_open(s, name,
3168                                 size, align, flags, ctor)) {
3169                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3170                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3171                                 list_del(&s->list);
3172                                 kfree(s);
3173                                 goto err;
3174                         }
3175                         up_write(&slub_lock);
3176                         return s;
3177                 }
3178                 kfree(s);
3179         }
3180         up_write(&slub_lock);
3181
3182 err:
3183         if (flags & SLAB_PANIC)
3184                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3185         else
3186                 s = NULL;
3187         return s;
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3190
3191 #ifdef CONFIG_SMP
3192 /*
3193  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3194  * necessary.
3195  */
3196 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3197                 unsigned long action, void *hcpu)
3198 {
3199         long cpu = (long)hcpu;
3200         struct kmem_cache *s;
3201         unsigned long flags;
3202
3203         switch (action) {
3204         case CPU_UP_CANCELED:
3205         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3206         case CPU_DEAD:
3207         case CPU_DEAD_FROZEN:
3208                 down_read(&slub_lock);
3209                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3210                         local_irq_save(flags);
3211                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3212                         local_irq_restore(flags);
3213                 }
3214                 up_read(&slub_lock);
3215                 break;
3216         default:
3217                 break;
3218         }
3219         return NOTIFY_OK;
3220 }
3221
3222 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3223         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3224 };
3225
3226 #endif
3227
3228 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3229 {
3230         struct kmem_cache *s;
3231         void *ret;
3232
3233         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3234                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3235
3236         s = get_slab(size, gfpflags);
3237
3238         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3239                 return s;
3240
3241         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3242
3243         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3244         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3245
3246         return ret;
3247 }
3248
3249 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3250                                         int node, unsigned long caller)
3251 {
3252         struct kmem_cache *s;
3253         void *ret;
3254
3255         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3256                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3257
3258                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3259                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3260                                    gfpflags, node);
3261
3262                 return ret;
3263         }
3264
3265         s = get_slab(size, gfpflags);
3266
3267         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3268                 return s;
3269
3270         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3271
3272         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3273         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3274
3275         return ret;
3276 }
3277
3278 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3279 static int count_inuse(struct page *page)
3280 {
3281         return page->inuse;
3282 }
3283
3284 static int count_total(struct page *page)
3285 {
3286         return page->objects;
3287 }
3288
3289 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3290                                                 unsigned long *map)
3291 {
3292         void *p;
3293         void *addr = page_address(page);
3294
3295         if (!check_slab(s, page) ||
3296                         !on_freelist(s, page, NULL))
3297                 return 0;
3298
3299         /* Now we know that a valid freelist exists */
3300         bitmap_zero(map, page->objects);
3301
3302         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3303                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3304                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3305                         return 0;
3306         }
3307
3308         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3309                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3310                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3311                                 return 0;
3312         return 1;
3313 }
3314
3315 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3316                                                 unsigned long *map)
3317 {
3318         if (slab_trylock(page)) {
3319                 validate_slab(s, page, map);
3320                 slab_unlock(page);
3321         } else
3322                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3323                         s->name, page);
3324 }
3325
3326 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3327                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3328 {
3329         unsigned long count = 0;
3330         struct page *page;
3331         unsigned long flags;
3332
3333         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3334
3335         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3336                 validate_slab_slab(s, page, map);
3337                 count++;
3338         }
3339         if (count != n->nr_partial)
3340                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3341                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3342
3343         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3344                 goto out;
3345
3346         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3347                 validate_slab_slab(s, page, map);
3348                 count++;
3349         }
3350         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3351                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3352                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3353                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3354
3355 out:
3356         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3357         return count;
3358 }
3359
3360 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3361 {
3362         int node;
3363         unsigned long count = 0;
3364         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3365                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3366
3367         if (!map)
3368                 return -ENOMEM;
3369
3370         flush_all(s);
3371         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3372                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3373
3374                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3375         }
3376         kfree(map);
3377         return count;
3378 }
3379
3380 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3381 static void resiliency_test(void)
3382 {
3383         u8 *p;
3384
3385         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3386         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3387         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3388
3389         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3390         p[16] = 0x12;
3391         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3392                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3393
3394         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3395
3396         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3397         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3398         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3399         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3400                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3401         printk(KERN_ERR
3402                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3403
3404         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3405         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3406         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3407         *p = 0x56;
3408         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3409                                                                         p);
3410         printk(KERN_ERR
3411                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3412         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3413
3414         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3415         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3416         kfree(p);
3417         *p = 0x78;
3418         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3419         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3420
3421         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3422         kfree(p);
3423         p[50] = 0x9a;
3424         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3425                         p);
3426         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3427
3428         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3429         kfree(p);
3430         p[512] = 0xab;
3431         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3432         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3433 }
3434 #else
3435 static void resiliency_test(void) {};
3436 #endif
3437
3438 /*
3439  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3440  * and freed.
3441  */
3442
3443 struct location {
3444         unsigned long count;
3445         unsigned long addr;
3446         long long sum_time;
3447         long min_time;
3448         long max_time;
3449         long min_pid;
3450         long max_pid;
3451         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3452         nodemask_t nodes;
3453 };
3454
3455 struct loc_track {
3456         unsigned long max;
3457         unsigned long count;
3458         struct location *loc;
3459 };
3460
3461 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3462 {
3463         if (t->max)
3464                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3465                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3466 }
3467
3468 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3469 {
3470         struct location *l;
3471         int order;
3472
3473         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3474
3475         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3476         if (!l)
3477                 return 0;
3478
3479         if (t->count) {
3480                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3481                 free_loc_track(t);
3482         }
3483         t->max = max;
3484         t->loc = l;
3485         return 1;
3486 }
3487
3488 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3489                                 const struct track *track)
3490 {
3491         long start, end, pos;
3492         struct location *l;
3493         unsigned long caddr;
3494         unsigned long age = jiffies - track->when;
3495
3496         start = -1;
3497         end = t->count;
3498
3499         for ( ; ; ) {
3500                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3501
3502                 /*
3503                  * There is nothing at "end". If we end up there
3504                  * we need to add something to before end.
3505                  */
3506                 if (pos == end)
3507                         break;
3508
3509                 caddr = t->loc[pos].addr;
3510                 if (track->addr == caddr) {
3511
3512                         l = &t->loc[pos];
3513                         l->count++;
3514                         if (track->when) {
3515                                 l->sum_time += age;
3516                                 if (age < l->min_time)
3517                                         l->min_time = age;
3518                                 if (age > l->max_time)
3519                                         l->max_time = age;
3520
3521                                 if (track->pid < l->min_pid)
3522                                         l->min_pid = track->pid;
3523                                 if (track->pid > l->max_pid)
3524                                         l->max_pid = track->pid;
3525
3526                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3527                                                 to_cpumask(l->cpus));
3528                         }
3529                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3530                         return 1;
3531                 }
3532
3533                 if (track->addr < caddr)
3534                         end = pos;
3535                 else
3536                         start = pos;
3537         }
3538
3539         /*
3540          * Not found. Insert new tracking element.
3541          */
3542         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3543                 return 0;
3544
3545         l = t->loc + pos;
3546         if (pos < t->count)
3547                 memmove(l + 1, l,
3548                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3549         t->count++;
3550         l->count = 1;
3551         l->addr = track->addr;
3552         l->sum_time = age;
3553         l->min_time = age;
3554         l->max_time = age;
3555         l->min_pid = track->pid;
3556         l->max_pid = track->pid;
3557         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3558         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3559         nodes_clear(l->nodes);
3560         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3561         return 1;
3562 }
3563
3564 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3565                 struct page *page, enum track_item alloc,
3566                 long *map)
3567 {
3568         void *addr = page_address(page);
3569         void *p;
3570
3571         bitmap_zero(map, page->objects);
3572         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3573                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3574
3575         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3576                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3577                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3578 }
3579
3580 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3581                                         enum track_item alloc)
3582 {
3583         int len = 0;
3584         unsigned long i;
3585         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3586         int node;
3587         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3588                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3589
3590         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3591                                      GFP_TEMPORARY)) {
3592                 kfree(map);
3593                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3594         }
3595         /* Push back cpu slabs */
3596         flush_all(s);
3597
3598         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3599                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3600                 unsigned long flags;
3601                 struct page *page;
3602
3603                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3604                         continue;
3605
3606                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3607                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3608                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3609                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3610                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3611                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3612         }
3613
3614         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3615                 struct location *l = &t.loc[i];
3616
3617                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3618                         break;
3619                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3620
3621                 if (l->addr)
3622                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3623                 else
3624                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3625
3626                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3627                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3628                                 l->min_time,
3629                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3630                                 l->max_time);
3631                 } else
3632                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3633                                 l->min_time);
3634
3635                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3636                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3637                                 l->min_pid, l->max_pid);
3638                 else
3639                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3640                                 l->min_pid);
3641
3642                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3643                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3644                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3645                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3646                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3647                                                  to_cpumask(l->cpus));
3648                 }
3649
3650                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3651                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3652                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3653                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3654                                         l->nodes);
3655                 }
3656
3657                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3658         }
3659
3660         free_loc_track(&t);
3661         kfree(map);
3662         if (!t.count)
3663                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3664         return len;
3665 }
3666
3667 enum slab_stat_type {
3668         SL_ALL,                 /* All slabs */
3669         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3670         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3671         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3672         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3673 };
3674
3675 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3676 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3677 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3678 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3679 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3680
3681 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3682                             char *buf, unsigned long flags)
3683 {
3684         unsigned long total = 0;
3685         int node;
3686         int x;
3687         unsigned long *nodes;
3688         unsigned long *per_cpu;
3689
3690         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3691         if (!nodes)
3692                 return -ENOMEM;
3693         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3694
3695         if (flags & SO_CPU) {
3696                 int cpu;
3697
3698                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3699                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3700
3701                         if (!c || c->node < 0)
3702                                 continue;
3703
3704                         if (c->page) {
3705                                         if (flags & SO_TOTAL)
3706                                                 x = c->page->objects;
3707                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3708                                         x = c->page->inuse;
3709                                 else
3710                                         x = 1;
3711
3712                                 total += x;
3713                                 nodes[c->node] += x;
3714                         }
3715                         per_cpu[c->node]++;
3716                 }
3717         }
3718
3719         if (flags & SO_ALL) {
3720                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3721                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3722
3723                 if (flags & SO_TOTAL)
3724                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3725                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3726                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3727                                 count_partial(n, count_free);
3728
3729                         else
3730                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3731                         total += x;
3732                         nodes[node] += x;
3733                 }
3734
3735         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3736                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3737                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3738
3739                         if (flags & SO_TOTAL)
3740                                 x = count_partial(n, count_total);
3741                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3742                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3743                         else
3744                                 x = n->nr_partial;
3745                         total += x;
3746                         nodes[node] += x;
3747                 }
3748         }
3749         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3750 #ifdef CONFIG_NUMA
3751         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3752                 if (nodes[node])
3753                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3754                                         node, nodes[node]);
3755 #endif
3756         kfree(nodes);
3757         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3758 }
3759
3760 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3761 {
3762         int node;
3763
3764         for_each_online_node(node) {
3765                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3766
3767                 if (!n)
3768                         continue;
3769
3770                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3771                         return 1;
3772         }
3773         return 0;
3774 }
3775
3776 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3777 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3778
3779 struct slab_attribute {
3780         struct attribute attr;
3781         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3782         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3783 };
3784
3785 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3786         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3787
3788 #define SLAB_ATTR(_name) \
3789         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3790         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3791
3792 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3793 {
3794         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3795 }
3796 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3797
3798 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3799 {
3800         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3801 }
3802 SLAB_ATTR_RO(align);
3803
3804 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3805 {
3806         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3807 }
3808 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3809
3810 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3811 {
3812         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3813 }
3814 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3815
3816 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3817                                 const char *buf, size_t length)
3818 {
3819         unsigned long order;
3820         int err;
3821
3822         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3823         if (err)
3824                 return err;
3825
3826         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3827                 return -EINVAL;
3828
3829         calculate_sizes(s, order);
3830         return length;
3831 }
3832
3833 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3834 {
3835         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3836 }
3837 SLAB_ATTR(order);
3838
3839 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3840 {
3841         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3842 }
3843
3844 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3845                                  size_t length)
3846 {
3847         unsigned long min;
3848         int err;
3849
3850         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3851         if (err)
3852                 return err;
3853
3854         set_min_partial(s, min);
3855         return length;
3856 }
3857 SLAB_ATTR(min_partial);
3858
3859 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3860 {
3861         if (s->ctor) {
3862                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3863
3864                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3865         }
3866         return 0;
3867 }
3868 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3869
3870 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3871 {
3872         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3873 }
3874 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3875
3876 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3877 {
3878         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3879 }
3880 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3881
3882 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3883 {
3884         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3885 }
3886 SLAB_ATTR_RO(partial);
3887
3888 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3889 {
3890         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3891 }
3892 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3893
3894 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3895 {
3896         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3897 }
3898 SLAB_ATTR_RO(objects);
3899
3900 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3901 {
3902         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3903 }
3904 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3905
3906 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3907 {
3908         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3909 }
3910 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3911
3912 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3913 {
3914         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3915 }
3916
3917 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3918                                 const char *buf, size_t length)
3919 {
3920         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3921         if (buf[0] == '1')
3922                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3923         return length;
3924 }
3925 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3926
3927 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3928 {
3929         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3930 }
3931
3932 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3933                                                         size_t length)
3934 {
3935         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3936         if (buf[0] == '1')
3937                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3938         return length;
3939 }
3940 SLAB_ATTR(trace);
3941
3942 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3943 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3944 {
3945         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
3946 }
3947
3948 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3949                                                         size_t length)
3950 {
3951         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
3952         if (buf[0] == '1')
3953                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
3954         return length;
3955 }
3956 SLAB_ATTR(failslab);
3957 #endif
3958
3959 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3960 {
3961         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3962 }
3963
3964 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3965                                 const char *buf, size_t length)
3966 {
3967         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3968         if (buf[0] == '1')
3969                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3970         return length;
3971 }
3972 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3973
3974 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3975 {
3976         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3977 }
3978 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3979
3980 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3981 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3982 {
3983         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3984 }
3985 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3986 #endif
3987
3988 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3989 {
3990         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3991 }
3992 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3993
3994 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3995 {
3996         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3997 }
3998
3999 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4000                                 const char *buf, size_t length)
4001 {
4002         if (any_slab_objects(s))
4003                 return -EBUSY;
4004
4005         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4006         if (buf[0] == '1')
4007                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4008         calculate_sizes(s, -1);
4009         return length;
4010 }
4011 SLAB_ATTR(red_zone);
4012
4013 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4014 {
4015         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4016 }
4017
4018 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4019                                 const char *buf, size_t length)
4020 {
4021         if (any_slab_objects(s))
4022                 return -EBUSY;
4023
4024         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4025         if (buf[0] == '1')
4026                 s->flags |= SLAB_POISON;
4027         calculate_sizes(s, -1);
4028         return length;
4029 }
4030 SLAB_ATTR(poison);
4031
4032 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4033 {
4034         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4035 }
4036
4037 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4038                                 const char *buf, size_t length)
4039 {
4040         if (any_slab_objects(s))
4041                 return -EBUSY;
4042
4043         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4044         if (buf[0] == '1')
4045                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4046         calculate_sizes(s, -1);
4047         return length;
4048 }
4049 SLAB_ATTR(store_user);
4050
4051 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4052 {
4053         return 0;
4054 }
4055
4056 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4057                         const char *buf, size_t length)
4058 {
4059         int ret = -EINVAL;
4060
4061         if (buf[0] == '1') {
4062                 ret = validate_slab_cache(s);
4063                 if (ret >= 0)
4064                         ret = length;
4065         }
4066         return ret;
4067 }
4068 SLAB_ATTR(validate);
4069
4070 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4071 {
4072         return 0;
4073 }
4074
4075 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4076                         const char *buf, size_t length)
4077 {
4078         if (buf[0] == '1') {
4079                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4080
4081                 if (rc)
4082                         return rc;
4083         } else
4084                 return -EINVAL;
4085         return length;
4086 }
4087 SLAB_ATTR(shrink);
4088
4089 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4090 {
4091         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4092                 return -ENOSYS;
4093         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4094 }
4095 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4096
4097 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4098 {
4099         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4100                 return -ENOSYS;
4101         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4102 }
4103 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4104
4105 #ifdef CONFIG_NUMA
4106 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4107 {
4108         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4109 }
4110
4111 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4112                                 const char *buf, size_t length)
4113 {
4114         unsigned long ratio;
4115         int err;
4116
4117         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4118         if (err)
4119                 return err;
4120
4121         if (ratio <= 100)
4122                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4123
4124         return length;
4125 }
4126 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4127 #endif
4128
4129 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4130 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4131 {
4132         unsigned long sum  = 0;
4133         int cpu;
4134         int len;
4135         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4136
4137         if (!data)
4138                 return -ENOMEM;
4139
4140         for_each_online_cpu(cpu) {
4141                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4142
4143                 data[cpu] = x;
4144                 sum += x;
4145         }
4146
4147         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4148
4149 #ifdef CONFIG_SMP
4150         for_each_online_cpu(cpu) {
4151                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4152                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4153         }
4154 #endif
4155         kfree(data);
4156         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4157 }
4158
4159 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4160 {
4161         int cpu;
4162
4163         for_each_online_cpu(cpu)
4164                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4165 }
4166
4167 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4168 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4169 {                                                               \
4170         return show_stat(s, buf, si);                           \
4171 }                                                               \
4172 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4173                                 const char *buf, size_t length) \
4174 {                                                               \
4175         if (buf[0] != '0')                                      \
4176                 return -EINVAL;                                 \
4177         clear_stat(s, si);                                      \
4178         return length;                                          \
4179 }                                                               \
4180 SLAB_ATTR(text);                                                \
4181
4182 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4183 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4184 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4185 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4186 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4187 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4188 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4189 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4190 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4191 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4192 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4193 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4194 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4195 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4196 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4197 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4198 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4199 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4200 #endif
4201
4202 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4203         &slab_size_attr.attr,
4204         &object_size_attr.attr,
4205         &objs_per_slab_attr.attr,
4206         &order_attr.attr,
4207         &min_partial_attr.attr,
4208         &objects_attr.attr,
4209         &objects_partial_attr.attr,
4210         &total_objects_attr.attr,
4211         &slabs_attr.attr,
4212         &partial_attr.attr,
4213         &cpu_slabs_attr.attr,
4214         &ctor_attr.attr,
4215         &aliases_attr.attr,
4216         &align_attr.attr,
4217         &sanity_checks_attr.attr,
4218         &trace_attr.attr,
4219         &hwcache_align_attr.attr,
4220         &reclaim_account_attr.attr,
4221         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4222         &red_zone_attr.attr,
4223         &poison_attr.attr,
4224         &store_user_attr.attr,
4225         &validate_attr.attr,
4226         &shrink_attr.attr,
4227         &alloc_calls_attr.attr,
4228         &free_calls_attr.attr,
4229 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4230         &cache_dma_attr.attr,
4231 #endif
4232 #ifdef CONFIG_NUMA
4233         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4234 #endif
4235 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4236         &alloc_fastpath_attr.attr,
4237         &alloc_slowpath_attr.attr,
4238         &free_fastpath_attr.attr,
4239         &free_slowpath_attr.attr,
4240         &free_frozen_attr.attr,
4241         &free_add_partial_attr.attr,
4242         &free_remove_partial_attr.attr,
4243         &alloc_from_partial_attr.attr,
4244         &alloc_slab_attr.attr,
4245         &alloc_refill_attr.attr,
4246         &free_slab_attr.attr,
4247         &cpuslab_flush_attr.attr,
4248         &deactivate_full_attr.attr,
4249         &deactivate_empty_attr.attr,
4250         &deactivate_to_head_attr.attr,
4251         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4252         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4253         &order_fallback_attr.attr,
4254 #endif
4255 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4256         &failslab_attr.attr,
4257 #endif
4258
4259         NULL
4260 };
4261
4262 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4263         .attrs = slab_attrs,
4264 };
4265
4266 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4267                                 struct attribute *attr,
4268                                 char *buf)
4269 {
4270         struct slab_attribute *attribute;
4271         struct kmem_cache *s;
4272         int err;
4273
4274         attribute = to_slab_attr(attr);
4275         s = to_slab(kobj);
4276
4277         if (!attribute->show)
4278                 return -EIO;
4279
4280         err = attribute->show(s, buf);
4281
4282         return err;
4283 }
4284
4285 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4286                                 struct attribute *attr,
4287                                 const char *buf, size_t len)
4288 {
4289         struct slab_attribute *attribute;
4290         struct kmem_cache *s;
4291         int err;
4292
4293         attribute = to_slab_attr(attr);
4294         s = to_slab(kobj);
4295
4296         if (!attribute->store)
4297                 return -EIO;
4298
4299         err = attribute->store(s, buf, len);
4300
4301         return err;
4302 }
4303
4304 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4305 {
4306         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4307
4308         kfree(s);
4309 }
4310
4311 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4312         .show = slab_attr_show,
4313         .store = slab_attr_store,
4314 };
4315
4316 static struct kobj_type slab_ktype = {
4317         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4318         .release = kmem_cache_release
4319 };
4320
4321 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4322 {
4323         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4324
4325         if (ktype == &slab_ktype)
4326                 return 1;
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4331         .filter = uevent_filter,
4332 };
4333
4334 static struct kset *slab_kset;
4335
4336 #define ID_STR_LENGTH 64
4337
4338 /* Create a unique string id for a slab cache:
4339  *
4340  * Format       :[flags-]size
4341  */
4342 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4343 {
4344         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4345         char *p = name;
4346
4347         BUG_ON(!name);
4348
4349         *p++ = ':';
4350         /*
4351          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4352          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4353          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4354          * are matched during merging to guarantee that the id is
4355          * unique.
4356          */
4357         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4358                 *p++ = 'd';
4359         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4360                 *p++ = 'a';
4361         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4362                 *p++ = 'F';
4363         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4364                 *p++ = 't';
4365         if (p != name + 1)
4366                 *p++ = '-';
4367         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4368         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4369         return name;
4370 }
4371
4372 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4373 {
4374         int err;
4375         const char *name;
4376         int unmergeable;
4377
4378         if (slab_state < SYSFS)
4379                 /* Defer until later */
4380                 return 0;
4381
4382         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4383         if (unmergeable) {
4384                 /*
4385                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4386                  * This is typically the case for debug situations. In that
4387                  * case we can catch duplicate names easily.
4388                  */
4389                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4390                 name = s->name;
4391         } else {
4392                 /*
4393                  * Create a unique name for the slab as a target
4394                  * for the symlinks.
4395                  */
4396                 name = create_unique_id(s);
4397         }
4398
4399         s->kobj.kset = slab_kset;
4400         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4401         if (err) {
4402                 kobject_put(&s->kobj);
4403                 return err;
4404         }
4405
4406         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4407         if (err) {
4408                 kobject_del(&s->kobj);
4409                 kobject_put(&s->kobj);
4410                 return err;
4411         }
4412         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4413         if (!unmergeable) {
4414                 /* Setup first alias */
4415                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4416                 kfree(name);
4417         }
4418         return 0;
4419 }
4420
4421 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4422 {
4423         if (slab_state < SYSFS)
4424                 /*
4425                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4426                  * cache from sysfs.
4427                  */
4428                 return;
4429
4430         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4431         kobject_del(&s->kobj);
4432         kobject_put(&s->kobj);
4433 }
4434
4435 /*
4436  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4437  * available lest we lose that information.
4438  */
4439 struct saved_alias {
4440         struct kmem_cache *s;
4441         const char *name;
4442         struct saved_alias *next;
4443 };
4444
4445 static struct saved_alias *alias_list;
4446
4447 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4448 {
4449         struct saved_alias *al;
4450
4451         if (slab_state == SYSFS) {
4452                 /*
4453                  * If we have a leftover link then remove it.
4454                  */
4455                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4456                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4457         }
4458
4459         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4460         if (!al)
4461                 return -ENOMEM;
4462
4463         al->s = s;
4464         al->name = name;
4465         al->next = alias_list;
4466         alias_list = al;
4467         return 0;
4468 }
4469
4470 static int __init slab_sysfs_init(void)
4471 {
4472         struct kmem_cache *s;
4473         int err;
4474
4475         down_write(&slub_lock);
4476
4477         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4478         if (!slab_kset) {
4479                 up_write(&slub_lock);
4480                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4481                 return -ENOSYS;
4482         }
4483
4484         slab_state = SYSFS;
4485
4486         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4487                 err = sysfs_slab_add(s);
4488                 if (err)
4489                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4490                                                 " to sysfs\n", s->name);
4491         }
4492
4493         while (alias_list) {
4494                 struct saved_alias *al = alias_list;
4495
4496                 alias_list = alias_list->next;
4497                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4498                 if (err)
4499                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4500                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4501                 kfree(al);
4502         }
4503
4504         up_write(&slub_lock);
4505         resiliency_test();
4506         return 0;
4507 }
4508
4509 __initcall(slab_sysfs_init);
4510 #endif
4511
4512 /*
4513  * The /proc/slabinfo ABI
4514  */
4515 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4516 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4517 {
4518         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4519         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4520                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4521         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4522         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4523         seq_putc(m, '\n');
4524 }
4525
4526 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4527 {
4528         loff_t n = *pos;
4529
4530         down_read(&slub_lock);
4531         if (!n)
4532                 print_slabinfo_header(m);
4533
4534         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4535 }
4536
4537 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4538 {
4539         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4540 }
4541
4542 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4543 {
4544         up_read(&slub_lock);
4545 }
4546
4547 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4548 {
4549         unsigned long nr_partials = 0;
4550         unsigned long nr_slabs = 0;
4551         unsigned long nr_inuse = 0;
4552         unsigned long nr_objs = 0;
4553         unsigned long nr_free = 0;
4554         struct kmem_cache *s;
4555         int node;
4556
4557         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4558
4559         for_each_online_node(node) {
4560                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4561
4562                 if (!n)
4563                         continue;
4564
4565                 nr_partials += n->nr_partial;
4566                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4567                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4568                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4569         }
4570
4571         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4572
4573         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4574                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4575                    (1 << oo_order(s->oo)));
4576         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4577         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4578                    0UL);
4579         seq_putc(m, '\n');
4580         return 0;
4581 }
4582
4583 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4584         .start = s_start,
4585         .next = s_next,
4586         .stop = s_stop,
4587         .show = s_show,
4588 };
4589
4590 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4591 {
4592         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4593 }
4594
4595 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4596         .open           = slabinfo_open,
4597         .read           = seq_read,
4598         .llseek         = seq_lseek,
4599         .release        = seq_release,
4600 };
4601
4602 static int __init slab_proc_init(void)
4603 {
4604         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4605         return 0;
4606 }
4607 module_init(slab_proc_init);
4608 #endif /* CONFIG_SLABINFO */