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