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