Merge branch 'slab/rcu' into slab/next
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 #include <trace/events/kmem.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 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
112                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
113
114 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
115 {
116 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
117         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
118 #else
119         return 0;
120 #endif
121 }
122
123 /*
124  * Issues still to be resolved:
125  *
126  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
127  *
128  * - Variable sizing of the per node arrays
129  */
130
131 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
132 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
133
134 /*
135  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
136  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
137  */
138 #define MIN_PARTIAL 5
139
140 /*
141  * Maximum number of desirable partial slabs.
142  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
143  * sort the partial list by the number of objects in the.
144  */
145 #define MAX_PARTIAL 10
146
147 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
148                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
149
150 /*
151  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
152  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
153  * metadata.
154  */
155 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
156
157 /*
158  * Set of flags that will prevent slab merging
159  */
160 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
161                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
162                 SLAB_FAILSLAB)
163
164 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
165                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
166
167 #define OO_SHIFT        16
168 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
169 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
170
171 /* Internal SLUB flags */
172 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
173
174 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
175
176 #ifdef CONFIG_SMP
177 static struct notifier_block slab_notifier;
178 #endif
179
180 static enum {
181         DOWN,           /* No slab functionality available */
182         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
183         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
184         SYSFS           /* Sysfs up */
185 } slab_state = DOWN;
186
187 /* A list of all slab caches on the system */
188 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
189 static LIST_HEAD(slab_caches);
190
191 /*
192  * Tracking user of a slab.
193  */
194 struct track {
195         unsigned long addr;     /* Called from address */
196         int cpu;                /* Was running on cpu */
197         int pid;                /* Pid context */
198         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
199 };
200
201 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
202
203 #ifdef CONFIG_SYSFS
204 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
205 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
206 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
207
208 #else
209 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
210 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
211                                                         { return 0; }
212 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
213 {
214         kfree(s->name);
215         kfree(s);
216 }
217
218 #endif
219
220 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
221 {
222 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
223         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
224 #endif
225 }
226
227 /********************************************************************
228  *                      Core slab cache functions
229  *******************************************************************/
230
231 int slab_is_available(void)
232 {
233         return slab_state >= UP;
234 }
235
236 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
237 {
238         return s->node[node];
239 }
240
241 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
242 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
243                                 struct page *page, const void *object)
244 {
245         void *base;
246
247         if (!object)
248                 return 1;
249
250         base = page_address(page);
251         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
252                 (object - base) % s->size) {
253                 return 0;
254         }
255
256         return 1;
257 }
258
259 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
260 {
261         return *(void **)(object + s->offset);
262 }
263
264 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
265 {
266         *(void **)(object + s->offset) = fp;
267 }
268
269 /* Loop over all objects in a slab */
270 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
271         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
272                         __p += (__s)->size)
273
274 /* Scan freelist */
275 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
276         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
277
278 /* Determine object index from a given position */
279 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
280 {
281         return (p - addr) / s->size;
282 }
283
284 static inline size_t slab_ksize(const struct kmem_cache *s)
285 {
286 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
287         /*
288          * Debugging requires use of the padding between object
289          * and whatever may come after it.
290          */
291         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
292                 return s->objsize;
293
294 #endif
295         /*
296          * If we have the need to store the freelist pointer
297          * back there or track user information then we can
298          * only use the space before that information.
299          */
300         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
301                 return s->inuse;
302         /*
303          * Else we can use all the padding etc for the allocation
304          */
305         return s->size;
306 }
307
308 static inline int order_objects(int order, unsigned long size, int reserved)
309 {
310         return ((PAGE_SIZE << order) - reserved) / size;
311 }
312
313 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
314                 unsigned long size, int reserved)
315 {
316         struct kmem_cache_order_objects x = {
317                 (order << OO_SHIFT) + order_objects(order, size, reserved)
318         };
319
320         return x;
321 }
322
323 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
324 {
325         return x.x >> OO_SHIFT;
326 }
327
328 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
329 {
330         return x.x & OO_MASK;
331 }
332
333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
334 /*
335  * Debug settings:
336  */
337 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
338 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
339 #else
340 static int slub_debug;
341 #endif
342
343 static char *slub_debug_slabs;
344 static int disable_higher_order_debug;
345
346 /*
347  * Object debugging
348  */
349 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
350 {
351         int i, offset;
352         int newline = 1;
353         char ascii[17];
354
355         ascii[16] = 0;
356
357         for (i = 0; i < length; i++) {
358                 if (newline) {
359                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
360                         newline = 0;
361                 }
362                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
363                 offset = i % 16;
364                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
365                 if (offset == 15) {
366                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
367                         newline = 1;
368                 }
369         }
370         if (!newline) {
371                 i %= 16;
372                 while (i < 16) {
373                         printk(KERN_CONT "   ");
374                         ascii[i] = ' ';
375                         i++;
376                 }
377                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
378         }
379 }
380
381 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
382         enum track_item alloc)
383 {
384         struct track *p;
385
386         if (s->offset)
387                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
388         else
389                 p = object + s->inuse;
390
391         return p + alloc;
392 }
393
394 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
395                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
396 {
397         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
398
399         if (addr) {
400                 p->addr = addr;
401                 p->cpu = smp_processor_id();
402                 p->pid = current->pid;
403                 p->when = jiffies;
404         } else
405                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
406 }
407
408 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
409 {
410         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
411                 return;
412
413         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
414         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
415 }
416
417 static void print_track(const char *s, struct track *t)
418 {
419         if (!t->addr)
420                 return;
421
422         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
423                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
424 }
425
426 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
427 {
428         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
429                 return;
430
431         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
432         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
433 }
434
435 static void print_page_info(struct page *page)
436 {
437         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
438                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
439
440 }
441
442 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
443 {
444         va_list args;
445         char buf[100];
446
447         va_start(args, fmt);
448         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
449         va_end(args);
450         printk(KERN_ERR "========================================"
451                         "=====================================\n");
452         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
453         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
454                         "-------------------------------------\n\n");
455 }
456
457 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
458 {
459         va_list args;
460         char buf[100];
461
462         va_start(args, fmt);
463         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
464         va_end(args);
465         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
466 }
467
468 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
469 {
470         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
471         u8 *addr = page_address(page);
472
473         print_tracking(s, p);
474
475         print_page_info(page);
476
477         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
478                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
479
480         if (p > addr + 16)
481                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
482
483         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
484
485         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
486                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
487                         s->inuse - s->objsize);
488
489         if (s->offset)
490                 off = s->offset + sizeof(void *);
491         else
492                 off = s->inuse;
493
494         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
495                 off += 2 * sizeof(struct track);
496
497         if (off != s->size)
498                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
499                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
500
501         dump_stack();
502 }
503
504 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
505                         u8 *object, char *reason)
506 {
507         slab_bug(s, "%s", reason);
508         print_trailer(s, page, object);
509 }
510
511 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
512 {
513         va_list args;
514         char buf[100];
515
516         va_start(args, fmt);
517         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
518         va_end(args);
519         slab_bug(s, "%s", buf);
520         print_page_info(page);
521         dump_stack();
522 }
523
524 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, u8 val)
525 {
526         u8 *p = object;
527
528         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
529                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
530                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
531         }
532
533         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
534                 memset(p + s->objsize, val, s->inuse - s->objsize);
535 }
536
537 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
538 {
539         while (bytes) {
540                 if (*start != (u8)value)
541                         return start;
542                 start++;
543                 bytes--;
544         }
545         return NULL;
546 }
547
548 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
549                                                 void *from, void *to)
550 {
551         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
552         memset(from, data, to - from);
553 }
554
555 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
556                         u8 *object, char *what,
557                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
558 {
559         u8 *fault;
560         u8 *end;
561
562         fault = check_bytes(start, value, bytes);
563         if (!fault)
564                 return 1;
565
566         end = start + bytes;
567         while (end > fault && end[-1] == value)
568                 end--;
569
570         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
571         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
572                                         fault, end - 1, fault[0], value);
573         print_trailer(s, page, object);
574
575         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
576         return 0;
577 }
578
579 /*
580  * Object layout:
581  *
582  * object address
583  *      Bytes of the object to be managed.
584  *      If the freepointer may overlay the object then the free
585  *      pointer is the first word of the object.
586  *
587  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
588  *      0xa5 (POISON_END)
589  *
590  * object + s->objsize
591  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
592  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
593  *      objsize == inuse.
594  *
595  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
596  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
597  *
598  * object + s->inuse
599  *      Meta data starts here.
600  *
601  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
602  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
603  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
604  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
605  *              before the word boundary.
606  *
607  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
608  *
609  * object + s->size
610  *      Nothing is used beyond s->size.
611  *
612  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
613  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
614  * may be used with merged slabcaches.
615  */
616
617 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
618 {
619         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
620
621         if (s->offset)
622                 /* Freepointer is placed after the object. */
623                 off += sizeof(void *);
624
625         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
626                 /* We also have user information there */
627                 off += 2 * sizeof(struct track);
628
629         if (s->size == off)
630                 return 1;
631
632         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
633                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
634 }
635
636 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
637 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
638 {
639         u8 *start;
640         u8 *fault;
641         u8 *end;
642         int length;
643         int remainder;
644
645         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
646                 return 1;
647
648         start = page_address(page);
649         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) - s->reserved;
650         end = start + length;
651         remainder = length % s->size;
652         if (!remainder)
653                 return 1;
654
655         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
656         if (!fault)
657                 return 1;
658         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
659                 end--;
660
661         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
662         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
663
664         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
665         return 0;
666 }
667
668 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
669                                         void *object, u8 val)
670 {
671         u8 *p = object;
672         u8 *endobject = object + s->objsize;
673
674         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
675                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
676                         endobject, val, s->inuse - s->objsize))
677                         return 0;
678         } else {
679                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
680                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
681                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
682                 }
683         }
684
685         if (s->flags & SLAB_POISON) {
686                 if (val != SLUB_RED_ACTIVE && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
687                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
688                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
689                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
690                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
691                         return 0;
692                 /*
693                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
694                  */
695                 check_pad_bytes(s, page, p);
696         }
697
698         if (!s->offset && val == SLUB_RED_ACTIVE)
699                 /*
700                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
701                  * freepointer while object is allocated.
702                  */
703                 return 1;
704
705         /* Check free pointer validity */
706         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
707                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
708                 /*
709                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
710                  * of the free objects in this slab. May cause
711                  * another error because the object count is now wrong.
712                  */
713                 set_freepointer(s, p, NULL);
714                 return 0;
715         }
716         return 1;
717 }
718
719 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
720 {
721         int maxobj;
722
723         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
724
725         if (!PageSlab(page)) {
726                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
727                 return 0;
728         }
729
730         maxobj = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
731         if (page->objects > maxobj) {
732                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
733                         s->name, page->objects, maxobj);
734                 return 0;
735         }
736         if (page->inuse > page->objects) {
737                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
738                         s->name, page->inuse, page->objects);
739                 return 0;
740         }
741         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
742         slab_pad_check(s, page);
743         return 1;
744 }
745
746 /*
747  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
748  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
749  */
750 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
751 {
752         int nr = 0;
753         void *fp = page->freelist;
754         void *object = NULL;
755         unsigned long max_objects;
756
757         while (fp && nr <= page->objects) {
758                 if (fp == search)
759                         return 1;
760                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
761                         if (object) {
762                                 object_err(s, page, object,
763                                         "Freechain corrupt");
764                                 set_freepointer(s, object, NULL);
765                                 break;
766                         } else {
767                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
768                                 page->freelist = NULL;
769                                 page->inuse = page->objects;
770                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
771                                 return 0;
772                         }
773                         break;
774                 }
775                 object = fp;
776                 fp = get_freepointer(s, object);
777                 nr++;
778         }
779
780         max_objects = order_objects(compound_order(page), s->size, s->reserved);
781         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
782                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
783
784         if (page->objects != max_objects) {
785                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
786                         "should be %d", page->objects, max_objects);
787                 page->objects = max_objects;
788                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
789         }
790         if (page->inuse != page->objects - nr) {
791                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
792                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
793                 page->inuse = page->objects - nr;
794                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
795         }
796         return search == NULL;
797 }
798
799 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
800                                                                 int alloc)
801 {
802         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
803                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
804                         s->name,
805                         alloc ? "alloc" : "free",
806                         object, page->inuse,
807                         page->freelist);
808
809                 if (!alloc)
810                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
811
812                 dump_stack();
813         }
814 }
815
816 /*
817  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
818  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
819  */
820 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
821 {
822         flags &= gfp_allowed_mask;
823         lockdep_trace_alloc(flags);
824         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
825
826         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
827 }
828
829 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
830 {
831         flags &= gfp_allowed_mask;
832         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, slab_ksize(s));
833         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
834 }
835
836 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
837 {
838         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
839 }
840
841 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s, void *object)
842 {
843         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
844         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
845         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
846                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
847 }
848
849 /*
850  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
851  */
852 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
853 {
854         spin_lock(&n->list_lock);
855         list_add(&page->lru, &n->full);
856         spin_unlock(&n->list_lock);
857 }
858
859 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
860 {
861         struct kmem_cache_node *n;
862
863         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
864                 return;
865
866         n = get_node(s, page_to_nid(page));
867
868         spin_lock(&n->list_lock);
869         list_del(&page->lru);
870         spin_unlock(&n->list_lock);
871 }
872
873 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
874 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
875 {
876         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
877
878         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
879 }
880
881 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
882 {
883         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
884 }
885
886 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
887 {
888         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
889
890         /*
891          * May be called early in order to allocate a slab for the
892          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
893          * dilemma by deferring the increment of the count during
894          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
895          */
896         if (n) {
897                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
898                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
899         }
900 }
901 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
902 {
903         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
904
905         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
906         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
907 }
908
909 /* Object debug checks for alloc/free paths */
910 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
911                                                                 void *object)
912 {
913         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
914                 return;
915
916         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
917         init_tracking(s, object);
918 }
919
920 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
921                                         void *object, unsigned long addr)
922 {
923         if (!check_slab(s, page))
924                 goto bad;
925
926         if (!on_freelist(s, page, object)) {
927                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
928                 goto bad;
929         }
930
931         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
932                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
933                 goto bad;
934         }
935
936         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_INACTIVE))
937                 goto bad;
938
939         /* Success perform special debug activities for allocs */
940         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
941                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
942         trace(s, page, object, 1);
943         init_object(s, object, SLUB_RED_ACTIVE);
944         return 1;
945
946 bad:
947         if (PageSlab(page)) {
948                 /*
949                  * If this is a slab page then lets do the best we can
950                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
951                  * as used avoids touching the remaining objects.
952                  */
953                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
954                 page->inuse = page->objects;
955                 page->freelist = NULL;
956         }
957         return 0;
958 }
959
960 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
961                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
962 {
963         if (!check_slab(s, page))
964                 goto fail;
965
966         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
967                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
968                 goto fail;
969         }
970
971         if (on_freelist(s, page, object)) {
972                 object_err(s, page, object, "Object already free");
973                 goto fail;
974         }
975
976         if (!check_object(s, page, object, SLUB_RED_ACTIVE))
977                 return 0;
978
979         if (unlikely(s != page->slab)) {
980                 if (!PageSlab(page)) {
981                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
982                                 "outside of slab", object);
983                 } else if (!page->slab) {
984                         printk(KERN_ERR
985                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
986                                                 object);
987                         dump_stack();
988                 } else
989                         object_err(s, page, object,
990                                         "page slab pointer corrupt.");
991                 goto fail;
992         }
993
994         /* Special debug activities for freeing objects */
995         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
996                 remove_full(s, page);
997         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
998                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
999         trace(s, page, object, 0);
1000         init_object(s, object, SLUB_RED_INACTIVE);
1001         return 1;
1002
1003 fail:
1004         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1009 {
1010         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1011         if (*str++ != '=' || !*str)
1012                 /*
1013                  * No options specified. Switch on full debugging.
1014                  */
1015                 goto out;
1016
1017         if (*str == ',')
1018                 /*
1019                  * No options but restriction on slabs. This means full
1020                  * debugging for slabs matching a pattern.
1021                  */
1022                 goto check_slabs;
1023
1024         if (tolower(*str) == 'o') {
1025                 /*
1026                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1027                  * would increase as a result.
1028                  */
1029                 disable_higher_order_debug = 1;
1030                 goto out;
1031         }
1032
1033         slub_debug = 0;
1034         if (*str == '-')
1035                 /*
1036                  * Switch off all debugging measures.
1037                  */
1038                 goto out;
1039
1040         /*
1041          * Determine which debug features should be switched on
1042          */
1043         for (; *str && *str != ','; str++) {
1044                 switch (tolower(*str)) {
1045                 case 'f':
1046                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1047                         break;
1048                 case 'z':
1049                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1050                         break;
1051                 case 'p':
1052                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1053                         break;
1054                 case 'u':
1055                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1056                         break;
1057                 case 't':
1058                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1059                         break;
1060                 case 'a':
1061                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1062                         break;
1063                 default:
1064                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1065                                 "unknown. skipped\n", *str);
1066                 }
1067         }
1068
1069 check_slabs:
1070         if (*str == ',')
1071                 slub_debug_slabs = str + 1;
1072 out:
1073         return 1;
1074 }
1075
1076 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1077
1078 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1079         unsigned long flags, const char *name,
1080         void (*ctor)(void *))
1081 {
1082         /*
1083          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1084          */
1085         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1086                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1087                 flags |= slub_debug;
1088
1089         return flags;
1090 }
1091 #else
1092 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1093                         struct page *page, void *object) {}
1094
1095 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1096         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1097
1098 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1099         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1100
1101 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1102                         { return 1; }
1103 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1104                         void *object, u8 val) { return 1; }
1105 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1106 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1107         unsigned long flags, const char *name,
1108         void (*ctor)(void *))
1109 {
1110         return flags;
1111 }
1112 #define slub_debug 0
1113
1114 #define disable_higher_order_debug 0
1115
1116 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1117                                                         { return 0; }
1118 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1119                                                         { return 0; }
1120 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1121                                                         int objects) {}
1122 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1123                                                         int objects) {}
1124
1125 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1126                                                         { return 0; }
1127
1128 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1129                 void *object) {}
1130
1131 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1132
1133 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s,
1134                 void *object) {}
1135
1136 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
1137
1138 /*
1139  * Slab allocation and freeing
1140  */
1141 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1142                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1143 {
1144         int order = oo_order(oo);
1145
1146         flags |= __GFP_NOTRACK;
1147
1148         if (node == NUMA_NO_NODE)
1149                 return alloc_pages(flags, order);
1150         else
1151                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1152 }
1153
1154 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1155 {
1156         struct page *page;
1157         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1158         gfp_t alloc_gfp;
1159
1160         flags |= s->allocflags;
1161
1162         /*
1163          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1164          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1165          */
1166         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1167
1168         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1169         if (unlikely(!page)) {
1170                 oo = s->min;
1171                 /*
1172                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1173                  * Try a lower order alloc if possible
1174                  */
1175                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1176                 if (!page)
1177                         return NULL;
1178
1179                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1180         }
1181
1182         if (kmemcheck_enabled
1183                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1184                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1185
1186                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1187
1188                 /*
1189                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1190                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1191                  */
1192                 if (s->ctor)
1193                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1194                 else
1195                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1196         }
1197
1198         page->objects = oo_objects(oo);
1199         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1200                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1201                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1202                 1 << oo_order(oo));
1203
1204         return page;
1205 }
1206
1207 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1208                                 void *object)
1209 {
1210         setup_object_debug(s, page, object);
1211         if (unlikely(s->ctor))
1212                 s->ctor(object);
1213 }
1214
1215 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1216 {
1217         struct page *page;
1218         void *start;
1219         void *last;
1220         void *p;
1221
1222         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1223
1224         page = allocate_slab(s,
1225                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1226         if (!page)
1227                 goto out;
1228
1229         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1230         page->slab = s;
1231         page->flags |= 1 << PG_slab;
1232
1233         start = page_address(page);
1234
1235         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1236                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1237
1238         last = start;
1239         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1240                 setup_object(s, page, last);
1241                 set_freepointer(s, last, p);
1242                 last = p;
1243         }
1244         setup_object(s, page, last);
1245         set_freepointer(s, last, NULL);
1246
1247         page->freelist = start;
1248         page->inuse = 0;
1249 out:
1250         return page;
1251 }
1252
1253 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1254 {
1255         int order = compound_order(page);
1256         int pages = 1 << order;
1257
1258         if (kmem_cache_debug(s)) {
1259                 void *p;
1260
1261                 slab_pad_check(s, page);
1262                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1263                                                 page->objects)
1264                         check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE);
1265         }
1266
1267         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1268
1269         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1270                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1271                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1272                 -pages);
1273
1274         __ClearPageSlab(page);
1275         reset_page_mapcount(page);
1276         if (current->reclaim_state)
1277                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1278         __free_pages(page, order);
1279 }
1280
1281 #define need_reserve_slab_rcu                                           \
1282         (sizeof(((struct page *)NULL)->lru) < sizeof(struct rcu_head))
1283
1284 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1285 {
1286         struct page *page;
1287
1288         if (need_reserve_slab_rcu)
1289                 page = virt_to_head_page(h);
1290         else
1291                 page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1292
1293         __free_slab(page->slab, page);
1294 }
1295
1296 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1297 {
1298         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1299                 struct rcu_head *head;
1300
1301                 if (need_reserve_slab_rcu) {
1302                         int order = compound_order(page);
1303                         int offset = (PAGE_SIZE << order) - s->reserved;
1304
1305                         VM_BUG_ON(s->reserved != sizeof(*head));
1306                         head = page_address(page) + offset;
1307                 } else {
1308                         /*
1309                          * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1310                          */
1311                         head = (void *)&page->lru;
1312                 }
1313
1314                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1315         } else
1316                 __free_slab(s, page);
1317 }
1318
1319 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1320 {
1321         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1322         free_slab(s, page);
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Per slab locking using the pagelock
1327  */
1328 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1329 {
1330         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1331 }
1332
1333 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1334 {
1335         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1336 }
1337
1338 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1339 {
1340         int rc = 1;
1341
1342         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1343         return rc;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Management of partially allocated slabs
1348  */
1349 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1350                                 struct page *page, int tail)
1351 {
1352         spin_lock(&n->list_lock);
1353         n->nr_partial++;
1354         if (tail)
1355                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1356         else
1357                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1358         spin_unlock(&n->list_lock);
1359 }
1360
1361 static inline void __remove_partial(struct kmem_cache_node *n,
1362                                         struct page *page)
1363 {
1364         list_del(&page->lru);
1365         n->nr_partial--;
1366 }
1367
1368 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1369 {
1370         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1371
1372         spin_lock(&n->list_lock);
1373         __remove_partial(n, page);
1374         spin_unlock(&n->list_lock);
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Lock slab and remove from the partial list.
1379  *
1380  * Must hold list_lock.
1381  */
1382 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1383                                                         struct page *page)
1384 {
1385         if (slab_trylock(page)) {
1386                 __remove_partial(n, page);
1387                 __SetPageSlubFrozen(page);
1388                 return 1;
1389         }
1390         return 0;
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1395  */
1396 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1397 {
1398         struct page *page;
1399
1400         /*
1401          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1402          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1403          * partial slab and there is none available then get_partials()
1404          * will return NULL.
1405          */
1406         if (!n || !n->nr_partial)
1407                 return NULL;
1408
1409         spin_lock(&n->list_lock);
1410         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1411                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1412                         goto out;
1413         page = NULL;
1414 out:
1415         spin_unlock(&n->list_lock);
1416         return page;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1421  */
1422 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1423 {
1424 #ifdef CONFIG_NUMA
1425         struct zonelist *zonelist;
1426         struct zoneref *z;
1427         struct zone *zone;
1428         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1429         struct page *page;
1430
1431         /*
1432          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1433          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1434          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1435          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1436          *
1437          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1438          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1439          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1440          * from other nodes and filled up.
1441          *
1442          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1443          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1444          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1445          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1446          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1447          * with available objects.
1448          */
1449         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1450                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1451                 return NULL;
1452
1453         get_mems_allowed();
1454         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1455         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1456                 struct kmem_cache_node *n;
1457
1458                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1459
1460                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1461                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1462                         page = get_partial_node(n);
1463                         if (page) {
1464                                 put_mems_allowed();
1465                                 return page;
1466                         }
1467                 }
1468         }
1469         put_mems_allowed();
1470 #endif
1471         return NULL;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Get a partial page, lock it and return it.
1476  */
1477 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1478 {
1479         struct page *page;
1480         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1481
1482         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1483         if (page || node != -1)
1484                 return page;
1485
1486         return get_any_partial(s, flags);
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Move a page back to the lists.
1491  *
1492  * Must be called with the slab lock held.
1493  *
1494  * On exit the slab lock will have been dropped.
1495  */
1496 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1497         __releases(bitlock)
1498 {
1499         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1500
1501         __ClearPageSlubFrozen(page);
1502         if (page->inuse) {
1503
1504                 if (page->freelist) {
1505                         add_partial(n, page, tail);
1506                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1507                 } else {
1508                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1509                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1510                                 add_full(n, page);
1511                 }
1512                 slab_unlock(page);
1513         } else {
1514                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1515                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1516                         /*
1517                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1518                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1519                          * to come after the other slabs with objects in
1520                          * so that the others get filled first. That way the
1521                          * size of the partial list stays small.
1522                          *
1523                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1524                          * the partial list.
1525                          */
1526                         add_partial(n, page, 1);
1527                         slab_unlock(page);
1528                 } else {
1529                         slab_unlock(page);
1530                         stat(s, FREE_SLAB);
1531                         discard_slab(s, page);
1532                 }
1533         }
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Remove the cpu slab
1538  */
1539 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1540         __releases(bitlock)
1541 {
1542         struct page *page = c->page;
1543         int tail = 1;
1544
1545         if (page->freelist)
1546                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1547         /*
1548          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1549          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1550          * to occur.
1551          */
1552         while (unlikely(c->freelist)) {
1553                 void **object;
1554
1555                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1556
1557                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1558                 object = c->freelist;
1559                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1560
1561                 /* And put onto the regular freelist */
1562                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1563                 page->freelist = object;
1564                 page->inuse--;
1565         }
1566         c->page = NULL;
1567         unfreeze_slab(s, page, tail);
1568 }
1569
1570 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1571 {
1572         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1573         slab_lock(c->page);
1574         deactivate_slab(s, c);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Flush cpu slab.
1579  *
1580  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1581  */
1582 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1583 {
1584         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1585
1586         if (likely(c && c->page))
1587                 flush_slab(s, c);
1588 }
1589
1590 static void flush_cpu_slab(void *d)
1591 {
1592         struct kmem_cache *s = d;
1593
1594         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1595 }
1596
1597 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1598 {
1599         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1604  * locality expectations.
1605  */
1606 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1607 {
1608 #ifdef CONFIG_NUMA
1609         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1610                 return 0;
1611 #endif
1612         return 1;
1613 }
1614
1615 static int count_free(struct page *page)
1616 {
1617         return page->objects - page->inuse;
1618 }
1619
1620 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1621                                         int (*get_count)(struct page *))
1622 {
1623         unsigned long flags;
1624         unsigned long x = 0;
1625         struct page *page;
1626
1627         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1628         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1629                 x += get_count(page);
1630         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1631         return x;
1632 }
1633
1634 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1635 {
1636 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1637         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1638 #else
1639         return 0;
1640 #endif
1641 }
1642
1643 static noinline void
1644 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1645 {
1646         int node;
1647
1648         printk(KERN_WARNING
1649                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1650                 nid, gfpflags);
1651         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1652                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1653                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1654
1655         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1656                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1657                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1658
1659         for_each_online_node(node) {
1660                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1661                 unsigned long nr_slabs;
1662                 unsigned long nr_objs;
1663                 unsigned long nr_free;
1664
1665                 if (!n)
1666                         continue;
1667
1668                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1669                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1670                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1671
1672                 printk(KERN_WARNING
1673                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1674                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1675         }
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1680  * debugging duties.
1681  *
1682  * Interrupts are disabled.
1683  *
1684  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1685  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1686  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1687  *
1688  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1689  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1690  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1691  *
1692  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1693  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1694  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1695  */
1696 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1697                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1698 {
1699         void **object;
1700         struct page *new;
1701
1702         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1703         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1704
1705         if (!c->page)
1706                 goto new_slab;
1707
1708         slab_lock(c->page);
1709         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1710                 goto another_slab;
1711
1712         stat(s, ALLOC_REFILL);
1713
1714 load_freelist:
1715         object = c->page->freelist;
1716         if (unlikely(!object))
1717                 goto another_slab;
1718         if (kmem_cache_debug(s))
1719                 goto debug;
1720
1721         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1722         c->page->inuse = c->page->objects;
1723         c->page->freelist = NULL;
1724         c->node = page_to_nid(c->page);
1725 unlock_out:
1726         slab_unlock(c->page);
1727         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1728         return object;
1729
1730 another_slab:
1731         deactivate_slab(s, c);
1732
1733 new_slab:
1734         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1735         if (new) {
1736                 c->page = new;
1737                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1738                 goto load_freelist;
1739         }
1740
1741         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1742         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1743                 local_irq_enable();
1744
1745         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1746
1747         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1748                 local_irq_disable();
1749
1750         if (new) {
1751                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1752                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1753                 if (c->page)
1754                         flush_slab(s, c);
1755                 slab_lock(new);
1756                 __SetPageSlubFrozen(new);
1757                 c->page = new;
1758                 goto load_freelist;
1759         }
1760         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1761                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1762         return NULL;
1763 debug:
1764         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1765                 goto another_slab;
1766
1767         c->page->inuse++;
1768         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1769         c->node = NUMA_NO_NODE;
1770         goto unlock_out;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1775  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1776  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1777  *
1778  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1779  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1780  *
1781  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1782  */
1783 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1784                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1785 {
1786         void **object;
1787         struct kmem_cache_cpu *c;
1788         unsigned long flags;
1789
1790         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1791                 return NULL;
1792
1793         local_irq_save(flags);
1794         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1795         object = c->freelist;
1796         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1797
1798                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1799
1800         else {
1801                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1802                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1803         }
1804         local_irq_restore(flags);
1805
1806         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1807                 memset(object, 0, s->objsize);
1808
1809         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1810
1811         return object;
1812 }
1813
1814 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1815 {
1816         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1817
1818         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1819
1820         return ret;
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1823
1824 #ifdef CONFIG_TRACING
1825 void *kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, size_t size)
1826 {
1827         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1828         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, gfpflags);
1829         return ret;
1830 }
1831 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
1832
1833 void *kmalloc_order_trace(size_t size, gfp_t flags, unsigned int order)
1834 {
1835         void *ret = kmalloc_order(size, flags, order);
1836         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, PAGE_SIZE << order, flags);
1837         return ret;
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_order_trace);
1840 #endif
1841
1842 #ifdef CONFIG_NUMA
1843 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1844 {
1845         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1846
1847         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1848                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1849
1850         return ret;
1851 }
1852 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1853
1854 #ifdef CONFIG_TRACING
1855 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *s,
1856                                     gfp_t gfpflags,
1857                                     int node, size_t size)
1858 {
1859         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1860
1861         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
1862                            size, s->size, gfpflags, node);
1863         return ret;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
1866 #endif
1867 #endif
1868
1869 /*
1870  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1871  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1872  *
1873  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1874  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1875  * handling required then we can return immediately.
1876  */
1877 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1878                         void *x, unsigned long addr)
1879 {
1880         void *prior;
1881         void **object = (void *)x;
1882
1883         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1884         slab_lock(page);
1885
1886         if (kmem_cache_debug(s))
1887                 goto debug;
1888
1889 checks_ok:
1890         prior = page->freelist;
1891         set_freepointer(s, object, prior);
1892         page->freelist = object;
1893         page->inuse--;
1894
1895         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1896                 stat(s, FREE_FROZEN);
1897                 goto out_unlock;
1898         }
1899
1900         if (unlikely(!page->inuse))
1901                 goto slab_empty;
1902
1903         /*
1904          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1905          * then add it.
1906          */
1907         if (unlikely(!prior)) {
1908                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1909                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1910         }
1911
1912 out_unlock:
1913         slab_unlock(page);
1914         return;
1915
1916 slab_empty:
1917         if (prior) {
1918                 /*
1919                  * Slab still on the partial list.
1920                  */
1921                 remove_partial(s, page);
1922                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1923         }
1924         slab_unlock(page);
1925         stat(s, FREE_SLAB);
1926         discard_slab(s, page);
1927         return;
1928
1929 debug:
1930         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1931                 goto out_unlock;
1932         goto checks_ok;
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1937  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1938  *
1939  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1940  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1941  * the item before.
1942  *
1943  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1944  * with all sorts of special processing.
1945  */
1946 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1947                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1948 {
1949         void **object = (void *)x;
1950         struct kmem_cache_cpu *c;
1951         unsigned long flags;
1952
1953         slab_free_hook(s, x);
1954
1955         local_irq_save(flags);
1956         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1957
1958         slab_free_hook_irq(s, x);
1959
1960         if (likely(page == c->page && c->node != NUMA_NO_NODE)) {
1961                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1962                 c->freelist = object;
1963                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1964         } else
1965                 __slab_free(s, page, x, addr);
1966
1967         local_irq_restore(flags);
1968 }
1969
1970 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1971 {
1972         struct page *page;
1973
1974         page = virt_to_head_page(x);
1975
1976         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1977
1978         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1981
1982 /*
1983  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1984  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1985  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1986  * another.
1987  *
1988  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1989  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1990  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1991  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1992  * locking overhead.
1993  */
1994
1995 /*
1996  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1997  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1998  * and increases the number of allocations possible without having to
1999  * take the list_lock.
2000  */
2001 static int slub_min_order;
2002 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
2003 static int slub_min_objects;
2004
2005 /*
2006  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
2007  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
2008  */
2009 static int slub_nomerge;
2010
2011 /*
2012  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
2013  *
2014  * The order of allocation has significant impact on performance and other
2015  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
2016  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
2017  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
2018  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
2019  * would be wasted.
2020  *
2021  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
2022  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
2023  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
2024  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
2025  *
2026  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
2027  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
2028  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
2029  * of space in favor of a small page order.
2030  *
2031  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
2032  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
2033  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
2034  * the smallest order which will fit the object.
2035  */
2036 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
2037                                 int max_order, int fract_leftover, int reserved)
2038 {
2039         int order;
2040         int rem;
2041         int min_order = slub_min_order;
2042
2043         if (order_objects(min_order, size, reserved) > MAX_OBJS_PER_PAGE)
2044                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
2045
2046         for (order = max(min_order,
2047                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
2048                         order <= max_order; order++) {
2049
2050                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
2051
2052                 if (slab_size < min_objects * size + reserved)
2053                         continue;
2054
2055                 rem = (slab_size - reserved) % size;
2056
2057                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2058                         break;
2059
2060         }
2061
2062         return order;
2063 }
2064
2065 static inline int calculate_order(int size, int reserved)
2066 {
2067         int order;
2068         int min_objects;
2069         int fraction;
2070         int max_objects;
2071
2072         /*
2073          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2074          * works by first attempting to generate a layout with
2075          * the best configuration and backing off gradually.
2076          *
2077          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2078          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2079          */
2080         min_objects = slub_min_objects;
2081         if (!min_objects)
2082                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2083         max_objects = order_objects(slub_max_order, size, reserved);
2084         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2085
2086         while (min_objects > 1) {
2087                 fraction = 16;
2088                 while (fraction >= 4) {
2089                         order = slab_order(size, min_objects,
2090                                         slub_max_order, fraction, reserved);
2091                         if (order <= slub_max_order)
2092                                 return order;
2093                         fraction /= 2;
2094                 }
2095                 min_objects--;
2096         }
2097
2098         /*
2099          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2100          * lets see if we can place a single object there.
2101          */
2102         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1, reserved);
2103         if (order <= slub_max_order)
2104                 return order;
2105
2106         /*
2107          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2108          */
2109         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1, reserved);
2110         if (order < MAX_ORDER)
2111                 return order;
2112         return -ENOSYS;
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2117  */
2118 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2119                 unsigned long align, unsigned long size)
2120 {
2121         /*
2122          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2123          * suggestion if the object is sufficiently large.
2124          *
2125          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2126          * alignment though. If that is greater then use it.
2127          */
2128         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2129                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2130                 while (size <= ralign / 2)
2131                         ralign /= 2;
2132                 align = max(align, ralign);
2133         }
2134
2135         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2136                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2137
2138         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2139 }
2140
2141 static void
2142 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2143 {
2144         n->nr_partial = 0;
2145         spin_lock_init(&n->list_lock);
2146         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2147 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2148         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2149         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2150         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2151 #endif
2152 }
2153
2154 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2155 {
2156         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2157                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2158
2159         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2160
2161         return s->cpu_slab != NULL;
2162 }
2163
2164 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2165
2166 /*
2167  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2168  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2169  * possible.
2170  *
2171  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2172  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2173  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2174  */
2175 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2176 {
2177         struct page *page;
2178         struct kmem_cache_node *n;
2179         unsigned long flags;
2180
2181         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2182
2183         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2184
2185         BUG_ON(!page);
2186         if (page_to_nid(page) != node) {
2187                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2188                                 "node %d\n", node);
2189                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2190                                 "in order to be able to continue\n");
2191         }
2192
2193         n = page->freelist;
2194         BUG_ON(!n);
2195         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2196         page->inuse++;
2197         kmem_cache_node->node[node] = n;
2198 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2199         init_object(kmem_cache_node, n, SLUB_RED_ACTIVE);
2200         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2201 #endif
2202         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2203         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2204
2205         /*
2206          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2207          * so even though there cannot be a race this early in
2208          * the boot sequence, we still disable irqs.
2209          */
2210         local_irq_save(flags);
2211         add_partial(n, page, 0);
2212         local_irq_restore(flags);
2213 }
2214
2215 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2216 {
2217         int node;
2218
2219         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2220                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2221
2222                 if (n)
2223                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2224
2225                 s->node[node] = NULL;
2226         }
2227 }
2228
2229 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2230 {
2231         int node;
2232
2233         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2234                 struct kmem_cache_node *n;
2235
2236                 if (slab_state == DOWN) {
2237                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2238                         continue;
2239                 }
2240                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2241                                                 GFP_KERNEL, node);
2242
2243                 if (!n) {
2244                         free_kmem_cache_nodes(s);
2245                         return 0;
2246                 }
2247
2248                 s->node[node] = n;
2249                 init_kmem_cache_node(n, s);
2250         }
2251         return 1;
2252 }
2253
2254 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2255 {
2256         if (min < MIN_PARTIAL)
2257                 min = MIN_PARTIAL;
2258         else if (min > MAX_PARTIAL)
2259                 min = MAX_PARTIAL;
2260         s->min_partial = min;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2265  * a slab object.
2266  */
2267 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2268 {
2269         unsigned long flags = s->flags;
2270         unsigned long size = s->objsize;
2271         unsigned long align = s->align;
2272         int order;
2273
2274         /*
2275          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2276          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2277          * the possible location of the free pointer.
2278          */
2279         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2280
2281 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2282         /*
2283          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2284          * the slab may touch the object after free or before allocation
2285          * then we should never poison the object itself.
2286          */
2287         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2288                         !s->ctor)
2289                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2290         else
2291                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2292
2293
2294         /*
2295          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2296          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2297          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2298          */
2299         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2300                 size += sizeof(void *);
2301 #endif
2302
2303         /*
2304          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2305          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2306          */
2307         s->inuse = size;
2308
2309         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2310                 s->ctor)) {
2311                 /*
2312                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2313                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2314                  * kmem_cache_free.
2315                  *
2316                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2317                  * destructor or are poisoning the objects.
2318                  */
2319                 s->offset = size;
2320                 size += sizeof(void *);
2321         }
2322
2323 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2324         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2325                 /*
2326                  * Need to store information about allocs and frees after
2327                  * the object.
2328                  */
2329                 size += 2 * sizeof(struct track);
2330
2331         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2332                 /*
2333                  * Add some empty padding so that we can catch
2334                  * overwrites from earlier objects rather than let
2335                  * tracking information or the free pointer be
2336                  * corrupted if a user writes before the start
2337                  * of the object.
2338                  */
2339                 size += sizeof(void *);
2340 #endif
2341
2342         /*
2343          * Determine the alignment based on various parameters that the
2344          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2345          * on bootup.
2346          */
2347         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2348         s->align = align;
2349
2350         /*
2351          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2352          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2353          * each object to conform to the alignment.
2354          */
2355         size = ALIGN(size, align);
2356         s->size = size;
2357         if (forced_order >= 0)
2358                 order = forced_order;
2359         else
2360                 order = calculate_order(size, s->reserved);
2361
2362         if (order < 0)
2363                 return 0;
2364
2365         s->allocflags = 0;
2366         if (order)
2367                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2368
2369         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2370                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2371
2372         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2373                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2374
2375         /*
2376          * Determine the number of objects per slab
2377          */
2378         s->oo = oo_make(order, size, s->reserved);
2379         s->min = oo_make(get_order(size), size, s->reserved);
2380         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2381                 s->max = s->oo;
2382
2383         return !!oo_objects(s->oo);
2384
2385 }
2386
2387 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2388                 const char *name, size_t size,
2389                 size_t align, unsigned long flags,
2390                 void (*ctor)(void *))
2391 {
2392         memset(s, 0, kmem_size);
2393         s->name = name;
2394         s->ctor = ctor;
2395         s->objsize = size;
2396         s->align = align;
2397         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2398         s->reserved = 0;
2399
2400         if (need_reserve_slab_rcu && (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2401                 s->reserved = sizeof(struct rcu_head);
2402
2403         if (!calculate_sizes(s, -1))
2404                 goto error;
2405         if (disable_higher_order_debug) {
2406                 /*
2407                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2408                  * order increased.
2409                  */
2410                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2411                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2412                         s->offset = 0;
2413                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2414                                 goto error;
2415                 }
2416         }
2417
2418         /*
2419          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2420          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2421          */
2422         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2423         s->refcount = 1;
2424 #ifdef CONFIG_NUMA
2425         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2426 #endif
2427         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2428                 goto error;
2429
2430         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2431                 return 1;
2432
2433         free_kmem_cache_nodes(s);
2434 error:
2435         if (flags & SLAB_PANIC)
2436                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2437                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2438                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2439                         s->offset, flags);
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 /*
2444  * Determine the size of a slab object
2445  */
2446 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2447 {
2448         return s->objsize;
2449 }
2450 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2451
2452 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2453                                                         const char *text)
2454 {
2455 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2456         void *addr = page_address(page);
2457         void *p;
2458         unsigned long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) *
2459                                      sizeof(long), GFP_ATOMIC);
2460         if (!map)
2461                 return;
2462         slab_err(s, page, "%s", text);
2463         slab_lock(page);
2464         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2465                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2466
2467         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2468
2469                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2470                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2471                                                         p, p - addr);
2472                         print_tracking(s, p);
2473                 }
2474         }
2475         slab_unlock(page);
2476         kfree(map);
2477 #endif
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2482  */
2483 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2484 {
2485         unsigned long flags;
2486         struct page *page, *h;
2487
2488         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2489         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2490                 if (!page->inuse) {
2491                         __remove_partial(n, page);
2492                         discard_slab(s, page);
2493                 } else {
2494                         list_slab_objects(s, page,
2495                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2496                 }
2497         }
2498         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Release all resources used by a slab cache.
2503  */
2504 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2505 {
2506         int node;
2507
2508         flush_all(s);
2509         free_percpu(s->cpu_slab);
2510         /* Attempt to free all objects */
2511         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2512                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2513
2514                 free_partial(s, n);
2515                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2516                         return 1;
2517         }
2518         free_kmem_cache_nodes(s);
2519         return 0;
2520 }
2521
2522 /*
2523  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2524  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2525  */
2526 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2527 {
2528         down_write(&slub_lock);
2529         s->refcount--;
2530         if (!s->refcount) {
2531                 list_del(&s->list);
2532                 if (kmem_cache_close(s)) {
2533                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2534                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2535                         dump_stack();
2536                 }
2537                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2538                         rcu_barrier();
2539                 sysfs_slab_remove(s);
2540         }
2541         up_write(&slub_lock);
2542 }
2543 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2544
2545 /********************************************************************
2546  *              Kmalloc subsystem
2547  *******************************************************************/
2548
2549 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2550 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2551
2552 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2553
2554 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2555 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2556 #endif
2557
2558 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2559 {
2560         get_option(&str, &slub_min_order);
2561
2562         return 1;
2563 }
2564
2565 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2566
2567 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2568 {
2569         get_option(&str, &slub_max_order);
2570         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2571
2572         return 1;
2573 }
2574
2575 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2576
2577 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2578 {
2579         get_option(&str, &slub_min_objects);
2580
2581         return 1;
2582 }
2583
2584 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2585
2586 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2587 {
2588         slub_nomerge = 1;
2589         return 1;
2590 }
2591
2592 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2593
2594 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2595                                                 int size, unsigned int flags)
2596 {
2597         struct kmem_cache *s;
2598
2599         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2600
2601         /*
2602          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2603          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2604          */
2605         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2606                                                                 flags, NULL))
2607                 goto panic;
2608
2609         list_add(&s->list, &slab_caches);
2610         return s;
2611
2612 panic:
2613         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2614         return NULL;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2619  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2620  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2621  * fls.
2622  */
2623 static s8 size_index[24] = {
2624         3,      /* 8 */
2625         4,      /* 16 */
2626         5,      /* 24 */
2627         5,      /* 32 */
2628         6,      /* 40 */
2629         6,      /* 48 */
2630         6,      /* 56 */
2631         6,      /* 64 */
2632         1,      /* 72 */
2633         1,      /* 80 */
2634         1,      /* 88 */
2635         1,      /* 96 */
2636         7,      /* 104 */
2637         7,      /* 112 */
2638         7,      /* 120 */
2639         7,      /* 128 */
2640         2,      /* 136 */
2641         2,      /* 144 */
2642         2,      /* 152 */
2643         2,      /* 160 */
2644         2,      /* 168 */
2645         2,      /* 176 */
2646         2,      /* 184 */
2647         2       /* 192 */
2648 };
2649
2650 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2651 {
2652         return (bytes - 1) / 8;
2653 }
2654
2655 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2656 {
2657         int index;
2658
2659         if (size <= 192) {
2660                 if (!size)
2661                         return ZERO_SIZE_PTR;
2662
2663                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2664         } else
2665                 index = fls(size - 1);
2666
2667 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2668         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2669                 return kmalloc_dma_caches[index];
2670
2671 #endif
2672         return kmalloc_caches[index];
2673 }
2674
2675 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2676 {
2677         struct kmem_cache *s;
2678         void *ret;
2679
2680         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2681                 return kmalloc_large(size, flags);
2682
2683         s = get_slab(size, flags);
2684
2685         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2686                 return s;
2687
2688         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2689
2690         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2691
2692         return ret;
2693 }
2694 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2695
2696 #ifdef CONFIG_NUMA
2697 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2698 {
2699         struct page *page;
2700         void *ptr = NULL;
2701
2702         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2703         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2704         if (page)
2705                 ptr = page_address(page);
2706
2707         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2708         return ptr;
2709 }
2710
2711 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2712 {
2713         struct kmem_cache *s;
2714         void *ret;
2715
2716         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2717                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2718
2719                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2720                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2721                                    flags, node);
2722
2723                 return ret;
2724         }
2725
2726         s = get_slab(size, flags);
2727
2728         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2729                 return s;
2730
2731         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2732
2733         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2734
2735         return ret;
2736 }
2737 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2738 #endif
2739
2740 size_t ksize(const void *object)
2741 {
2742         struct page *page;
2743
2744         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2745                 return 0;
2746
2747         page = virt_to_head_page(object);
2748
2749         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2750                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2751                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2752         }
2753
2754         return slab_ksize(page->slab);
2755 }
2756 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2757
2758 void kfree(const void *x)
2759 {
2760         struct page *page;
2761         void *object = (void *)x;
2762
2763         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2764
2765         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2766                 return;
2767
2768         page = virt_to_head_page(x);
2769         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2770                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2771                 kmemleak_free(x);
2772                 put_page(page);
2773                 return;
2774         }
2775         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2776 }
2777 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2778
2779 /*
2780  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2781  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2782  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2783  * and thus they can be removed from the partial lists.
2784  *
2785  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2786  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2787  * are freed in them.
2788  */
2789 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2790 {
2791         int node;
2792         int i;
2793         struct kmem_cache_node *n;
2794         struct page *page;
2795         struct page *t;
2796         int objects = oo_objects(s->max);
2797         struct list_head *slabs_by_inuse =
2798                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2799         unsigned long flags;
2800
2801         if (!slabs_by_inuse)
2802                 return -ENOMEM;
2803
2804         flush_all(s);
2805         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2806                 n = get_node(s, node);
2807
2808                 if (!n->nr_partial)
2809                         continue;
2810
2811                 for (i = 0; i < objects; i++)
2812                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2813
2814                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2815
2816                 /*
2817                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2818                  *
2819                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2820                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2821                  */
2822                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2823                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2824                                 /*
2825                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2826                                  * may have freed the last object and be
2827                                  * waiting to release the slab.
2828                                  */
2829                                 __remove_partial(n, page);
2830                                 slab_unlock(page);
2831                                 discard_slab(s, page);
2832                         } else {
2833                                 list_move(&page->lru,
2834                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2835                         }
2836                 }
2837
2838                 /*
2839                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2840                  * first and the least used slabs at the end.
2841                  */
2842                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2843                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2844
2845                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2846         }
2847
2848         kfree(slabs_by_inuse);
2849         return 0;
2850 }
2851 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2852
2853 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2854 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2855 {
2856         struct kmem_cache *s;
2857
2858         down_read(&slub_lock);
2859         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2860                 kmem_cache_shrink(s);
2861         up_read(&slub_lock);
2862
2863         return 0;
2864 }
2865
2866 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2867 {
2868         struct kmem_cache_node *n;
2869         struct kmem_cache *s;
2870         struct memory_notify *marg = arg;
2871         int offline_node;
2872
2873         offline_node = marg->status_change_nid;
2874
2875         /*
2876          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2877          * for it yet.
2878          */
2879         if (offline_node < 0)
2880                 return;
2881
2882         down_read(&slub_lock);
2883         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2884                 n = get_node(s, offline_node);
2885                 if (n) {
2886                         /*
2887                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2888                          * that is going down. We were unable to free them,
2889                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2890                          * callback. So, we must fail.
2891                          */
2892                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2893
2894                         s->node[offline_node] = NULL;
2895                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2896                 }
2897         }
2898         up_read(&slub_lock);
2899 }
2900
2901 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2902 {
2903         struct kmem_cache_node *n;
2904         struct kmem_cache *s;
2905         struct memory_notify *marg = arg;
2906         int nid = marg->status_change_nid;
2907         int ret = 0;
2908
2909         /*
2910          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2911          * already created. Nothing to do.
2912          */
2913         if (nid < 0)
2914                 return 0;
2915
2916         /*
2917          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2918          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2919          * online.
2920          */
2921         down_read(&slub_lock);
2922         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2923                 /*
2924                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2925                  *      since memory is not yet available from the node that
2926                  *      is brought up.
2927                  */
2928                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
2929                 if (!n) {
2930                         ret = -ENOMEM;
2931                         goto out;
2932                 }
2933                 init_kmem_cache_node(n, s);
2934                 s->node[nid] = n;
2935         }
2936 out:
2937         up_read(&slub_lock);
2938         return ret;
2939 }
2940
2941 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2942                                 unsigned long action, void *arg)
2943 {
2944         int ret = 0;
2945
2946         switch (action) {
2947         case MEM_GOING_ONLINE:
2948                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2949                 break;
2950         case MEM_GOING_OFFLINE:
2951                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2952                 break;
2953         case MEM_OFFLINE:
2954         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2955                 slab_mem_offline_callback(arg);
2956                 break;
2957         case MEM_ONLINE:
2958         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2959                 break;
2960         }
2961         if (ret)
2962                 ret = notifier_from_errno(ret);
2963         else
2964                 ret = NOTIFY_OK;
2965         return ret;
2966 }
2967
2968 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2969
2970 /********************************************************************
2971  *                      Basic setup of slabs
2972  *******************************************************************/
2973
2974 /*
2975  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
2976  * the page allocator
2977  */
2978
2979 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
2980 {
2981         int node;
2982
2983         list_add(&s->list, &slab_caches);
2984         s->refcount = -1;
2985
2986         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2987                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2988                 struct page *p;
2989
2990                 if (n) {
2991                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
2992                                 p->slab = s;
2993
2994 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
2995                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
2996                                 p->slab = s;
2997 #endif
2998                 }
2999         }
3000 }
3001
3002 void __init kmem_cache_init(void)
3003 {
3004         int i;
3005         int caches = 0;
3006         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3007         int order;
3008         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3009         unsigned long kmalloc_size;
3010
3011         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3012                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3013
3014         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3015         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3016         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3017         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3018
3019         /*
3020          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3021          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3022          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3023          */
3024         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3025
3026         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3027                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3028                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3029
3030         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3031
3032         /* Able to allocate the per node structures */
3033         slab_state = PARTIAL;
3034
3035         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3036         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3037                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3038         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3039         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3040
3041         /*
3042          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3043          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3044          * update any list pointers.
3045          */
3046         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3047
3048         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3049         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3050
3051         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3052
3053         caches++;
3054         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3055         caches++;
3056         /* Free temporary boot structure */
3057         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3058
3059         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3060
3061         /*
3062          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3063          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3064          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3065          *
3066          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3067          * handle the index determination for the smaller caches.
3068          *
3069          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3070          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3071          */
3072         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3073                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3074
3075         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3076                 int elem = size_index_elem(i);
3077                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3078                         break;
3079                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3080         }
3081
3082         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3083                 /*
3084                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3085                  * is 64 byte.
3086                  */
3087                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3088                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3089         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3090                 /*
3091                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3092                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3093                  * instead.
3094                  */
3095                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3096                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3097         }
3098
3099         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3100         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3101                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3102                 caches++;
3103         }
3104
3105         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3106                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3107                 caches++;
3108         }
3109
3110         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3111                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3112                 caches++;
3113         }
3114
3115         slab_state = UP;
3116
3117         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3118         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3119                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3120                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3121         }
3122
3123         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3124                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3125                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3126         }
3127
3128         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3129                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3130
3131                 BUG_ON(!s);
3132                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3133         }
3134
3135 #ifdef CONFIG_SMP
3136         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3137 #endif
3138
3139 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3140         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3141                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3142
3143                 if (s && s->size) {
3144                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3145                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3146
3147                         BUG_ON(!name);
3148                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3149                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3150                 }
3151         }
3152 #endif
3153         printk(KERN_INFO
3154                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3155                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3156                 caches, cache_line_size(),
3157                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3158                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3159 }
3160
3161 void __init kmem_cache_init_late(void)
3162 {
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Find a mergeable slab cache
3167  */
3168 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3169 {
3170         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3171                 return 1;
3172
3173         if (s->ctor)
3174                 return 1;
3175
3176         /*
3177          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3178          */
3179         if (s->refcount < 0)
3180                 return 1;
3181
3182         return 0;
3183 }
3184
3185 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3186                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3187                 void (*ctor)(void *))
3188 {
3189         struct kmem_cache *s;
3190
3191         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3192                 return NULL;
3193
3194         if (ctor)
3195                 return NULL;
3196
3197         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3198         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3199         size = ALIGN(size, align);
3200         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3201
3202         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3203                 if (slab_unmergeable(s))
3204                         continue;
3205
3206                 if (size > s->size)
3207                         continue;
3208
3209                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3210                                 continue;
3211                 /*
3212                  * Check if alignment is compatible.
3213                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3214                  */
3215                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3216                         continue;
3217
3218                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3219                         continue;
3220
3221                 return s;
3222         }
3223         return NULL;
3224 }
3225
3226 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3227                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3228 {
3229         struct kmem_cache *s;
3230         char *n;
3231
3232         if (WARN_ON(!name))
3233                 return NULL;
3234
3235         down_write(&slub_lock);
3236         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3237         if (s) {
3238                 s->refcount++;
3239                 /*
3240                  * Adjust the object sizes so that we clear
3241                  * the complete object on kzalloc.
3242                  */
3243                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3244                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3245
3246                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3247                         s->refcount--;
3248                         goto err;
3249                 }
3250                 up_write(&slub_lock);
3251                 return s;
3252         }
3253
3254         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3255         if (!n)
3256                 goto err;
3257
3258         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3259         if (s) {
3260                 if (kmem_cache_open(s, n,
3261                                 size, align, flags, ctor)) {
3262                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3263                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3264                                 list_del(&s->list);
3265                                 kfree(n);
3266                                 kfree(s);
3267                                 goto err;
3268                         }
3269                         up_write(&slub_lock);
3270                         return s;
3271                 }
3272                 kfree(n);
3273                 kfree(s);
3274         }
3275 err:
3276         up_write(&slub_lock);
3277
3278         if (flags & SLAB_PANIC)
3279                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3280         else
3281                 s = NULL;
3282         return s;
3283 }
3284 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3285
3286 #ifdef CONFIG_SMP
3287 /*
3288  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3289  * necessary.
3290  */
3291 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3292                 unsigned long action, void *hcpu)
3293 {
3294         long cpu = (long)hcpu;
3295         struct kmem_cache *s;
3296         unsigned long flags;
3297
3298         switch (action) {
3299         case CPU_UP_CANCELED:
3300         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3301         case CPU_DEAD:
3302         case CPU_DEAD_FROZEN:
3303                 down_read(&slub_lock);
3304                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3305                         local_irq_save(flags);
3306                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3307                         local_irq_restore(flags);
3308                 }
3309                 up_read(&slub_lock);
3310                 break;
3311         default:
3312                 break;
3313         }
3314         return NOTIFY_OK;
3315 }
3316
3317 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3318         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3319 };
3320
3321 #endif
3322
3323 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3324 {
3325         struct kmem_cache *s;
3326         void *ret;
3327
3328         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3329                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3330
3331         s = get_slab(size, gfpflags);
3332
3333         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3334                 return s;
3335
3336         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3337
3338         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3339         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3340
3341         return ret;
3342 }
3343
3344 #ifdef CONFIG_NUMA
3345 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3346                                         int node, unsigned long caller)
3347 {
3348         struct kmem_cache *s;
3349         void *ret;
3350
3351         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3352                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3353
3354                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3355                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3356                                    gfpflags, node);
3357
3358                 return ret;
3359         }
3360
3361         s = get_slab(size, gfpflags);
3362
3363         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3364                 return s;
3365
3366         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3367
3368         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3369         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3370
3371         return ret;
3372 }
3373 #endif
3374
3375 #ifdef CONFIG_SYSFS
3376 static int count_inuse(struct page *page)
3377 {
3378         return page->inuse;
3379 }
3380
3381 static int count_total(struct page *page)
3382 {
3383         return page->objects;
3384 }
3385 #endif
3386
3387 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3388 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3389                                                 unsigned long *map)
3390 {
3391         void *p;
3392         void *addr = page_address(page);
3393
3394         if (!check_slab(s, page) ||
3395                         !on_freelist(s, page, NULL))
3396                 return 0;
3397
3398         /* Now we know that a valid freelist exists */
3399         bitmap_zero(map, page->objects);
3400
3401         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3402                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3403                 if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_INACTIVE))
3404                         return 0;
3405         }
3406
3407         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3408                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3409                         if (!check_object(s, page, p, SLUB_RED_ACTIVE))
3410                                 return 0;
3411         return 1;
3412 }
3413
3414 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3415                                                 unsigned long *map)
3416 {
3417         if (slab_trylock(page)) {
3418                 validate_slab(s, page, map);
3419                 slab_unlock(page);
3420         } else
3421                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3422                         s->name, page);
3423 }
3424
3425 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3426                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3427 {
3428         unsigned long count = 0;
3429         struct page *page;
3430         unsigned long flags;
3431
3432         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3433
3434         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3435                 validate_slab_slab(s, page, map);
3436                 count++;
3437         }
3438         if (count != n->nr_partial)
3439                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3440                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3441
3442         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3443                 goto out;
3444
3445         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3446                 validate_slab_slab(s, page, map);
3447                 count++;
3448         }
3449         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3450                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3451                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3452                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3453
3454 out:
3455         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3456         return count;
3457 }
3458
3459 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3460 {
3461         int node;
3462         unsigned long count = 0;
3463         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3464                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3465
3466         if (!map)
3467                 return -ENOMEM;
3468
3469         flush_all(s);
3470         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3471                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3472
3473                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3474         }
3475         kfree(map);
3476         return count;
3477 }
3478 /*
3479  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3480  * and freed.
3481  */
3482
3483 struct location {
3484         unsigned long count;
3485         unsigned long addr;
3486         long long sum_time;
3487         long min_time;
3488         long max_time;
3489         long min_pid;
3490         long max_pid;
3491         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3492         nodemask_t nodes;
3493 };
3494
3495 struct loc_track {
3496         unsigned long max;
3497         unsigned long count;
3498         struct location *loc;
3499 };
3500
3501 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3502 {
3503         if (t->max)
3504                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3505                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3506 }
3507
3508 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3509 {
3510         struct location *l;
3511         int order;
3512
3513         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3514
3515         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3516         if (!l)
3517                 return 0;
3518
3519         if (t->count) {
3520                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3521                 free_loc_track(t);
3522         }
3523         t->max = max;
3524         t->loc = l;
3525         return 1;
3526 }
3527
3528 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3529                                 const struct track *track)
3530 {
3531         long start, end, pos;
3532         struct location *l;
3533         unsigned long caddr;
3534         unsigned long age = jiffies - track->when;
3535
3536         start = -1;
3537         end = t->count;
3538
3539         for ( ; ; ) {
3540                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3541
3542                 /*
3543                  * There is nothing at "end". If we end up there
3544                  * we need to add something to before end.
3545                  */
3546                 if (pos == end)
3547                         break;
3548
3549                 caddr = t->loc[pos].addr;
3550                 if (track->addr == caddr) {
3551
3552                         l = &t->loc[pos];
3553                         l->count++;
3554                         if (track->when) {
3555                                 l->sum_time += age;
3556                                 if (age < l->min_time)
3557                                         l->min_time = age;
3558                                 if (age > l->max_time)
3559                                         l->max_time = age;
3560
3561                                 if (track->pid < l->min_pid)
3562                                         l->min_pid = track->pid;
3563                                 if (track->pid > l->max_pid)
3564                                         l->max_pid = track->pid;
3565
3566                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3567                                                 to_cpumask(l->cpus));
3568                         }
3569                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3570                         return 1;
3571                 }
3572
3573                 if (track->addr < caddr)
3574                         end = pos;
3575                 else
3576                         start = pos;
3577         }
3578
3579         /*
3580          * Not found. Insert new tracking element.
3581          */
3582         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3583                 return 0;
3584
3585         l = t->loc + pos;
3586         if (pos < t->count)
3587                 memmove(l + 1, l,
3588                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3589         t->count++;
3590         l->count = 1;
3591         l->addr = track->addr;
3592         l->sum_time = age;
3593         l->min_time = age;
3594         l->max_time = age;
3595         l->min_pid = track->pid;
3596         l->max_pid = track->pid;
3597         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3598         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3599         nodes_clear(l->nodes);
3600         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3601         return 1;
3602 }
3603
3604 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3605                 struct page *page, enum track_item alloc,
3606                 unsigned long *map)
3607 {
3608         void *addr = page_address(page);
3609         void *p;
3610
3611         bitmap_zero(map, page->objects);
3612         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3613                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3614
3615         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3616                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3617                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3618 }
3619
3620 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3621                                         enum track_item alloc)
3622 {
3623         int len = 0;
3624         unsigned long i;
3625         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3626         int node;
3627         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3628                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3629
3630         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3631                                      GFP_TEMPORARY)) {
3632                 kfree(map);
3633                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3634         }
3635         /* Push back cpu slabs */
3636         flush_all(s);
3637
3638         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3639                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3640                 unsigned long flags;
3641                 struct page *page;
3642
3643                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3644                         continue;
3645
3646                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3647                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3648                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3649                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3650                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3651                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3652         }
3653
3654         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3655                 struct location *l = &t.loc[i];
3656
3657                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3658                         break;
3659                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3660
3661                 if (l->addr)
3662                         len += sprintf(buf + len, "%pS", (void *)l->addr);
3663                 else
3664                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3665
3666                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3667                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3668                                 l->min_time,
3669                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3670                                 l->max_time);
3671                 } else
3672                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3673                                 l->min_time);
3674
3675                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3676                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3677                                 l->min_pid, l->max_pid);
3678                 else
3679                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3680                                 l->min_pid);
3681
3682                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3683                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3684                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3685                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3686                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3687                                                  to_cpumask(l->cpus));
3688                 }
3689
3690                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3691                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3692                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3693                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3694                                         l->nodes);
3695                 }
3696
3697                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3698         }
3699
3700         free_loc_track(&t);
3701         kfree(map);
3702         if (!t.count)
3703                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3704         return len;
3705 }
3706 #endif
3707
3708 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3709 static void resiliency_test(void)
3710 {
3711         u8 *p;
3712
3713         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3714
3715         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3716         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3717         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3718
3719         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3720         p[16] = 0x12;
3721         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3722                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3723
3724         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3725
3726         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3727         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3728         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3729         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3730                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3731         printk(KERN_ERR
3732                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3733
3734         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3735         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3736         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3737         *p = 0x56;
3738         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3739                                                                         p);
3740         printk(KERN_ERR
3741                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3742         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3743
3744         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3745         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3746         kfree(p);
3747         *p = 0x78;
3748         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3749         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3750
3751         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3752         kfree(p);
3753         p[50] = 0x9a;
3754         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3755                         p);
3756         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3757
3758         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3759         kfree(p);
3760         p[512] = 0xab;
3761         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3762         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3763 }
3764 #else
3765 #ifdef CONFIG_SYSFS
3766 static void resiliency_test(void) {};
3767 #endif
3768 #endif
3769
3770 #ifdef CONFIG_SYSFS
3771 enum slab_stat_type {
3772         SL_ALL,                 /* All slabs */
3773         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3774         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3775         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3776         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3777 };
3778
3779 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3780 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3781 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3782 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3783 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3784
3785 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3786                             char *buf, unsigned long flags)
3787 {
3788         unsigned long total = 0;
3789         int node;
3790         int x;
3791         unsigned long *nodes;
3792         unsigned long *per_cpu;
3793
3794         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3795         if (!nodes)
3796                 return -ENOMEM;
3797         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3798
3799         if (flags & SO_CPU) {
3800                 int cpu;
3801
3802                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3803                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3804
3805                         if (!c || c->node < 0)
3806                                 continue;
3807
3808                         if (c->page) {
3809                                         if (flags & SO_TOTAL)
3810                                                 x = c->page->objects;
3811                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3812                                         x = c->page->inuse;
3813                                 else
3814                                         x = 1;
3815
3816                                 total += x;
3817                                 nodes[c->node] += x;
3818                         }
3819                         per_cpu[c->node]++;
3820                 }
3821         }
3822
3823         lock_memory_hotplug();
3824 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3825         if (flags & SO_ALL) {
3826                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3827                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3828
3829                 if (flags & SO_TOTAL)
3830                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3831                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3832                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3833                                 count_partial(n, count_free);
3834
3835                         else
3836                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3837                         total += x;
3838                         nodes[node] += x;
3839                 }
3840
3841         } else
3842 #endif
3843         if (flags & SO_PARTIAL) {
3844                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3845                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3846
3847                         if (flags & SO_TOTAL)
3848                                 x = count_partial(n, count_total);
3849                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3850                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3851                         else
3852                                 x = n->nr_partial;
3853                         total += x;
3854                         nodes[node] += x;
3855                 }
3856         }
3857         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3858 #ifdef CONFIG_NUMA
3859         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3860                 if (nodes[node])
3861                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3862                                         node, nodes[node]);
3863 #endif
3864         unlock_memory_hotplug();
3865         kfree(nodes);
3866         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3867 }
3868
3869 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3870 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3871 {
3872         int node;
3873
3874         for_each_online_node(node) {
3875                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3876
3877                 if (!n)
3878                         continue;
3879
3880                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3881                         return 1;
3882         }
3883         return 0;
3884 }
3885 #endif
3886
3887 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3888 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3889
3890 struct slab_attribute {
3891         struct attribute attr;
3892         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3893         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3894 };
3895
3896 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3897         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3898
3899 #define SLAB_ATTR(_name) \
3900         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3901         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3902
3903 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3904 {
3905         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3906 }
3907 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3908
3909 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3910 {
3911         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3912 }
3913 SLAB_ATTR_RO(align);
3914
3915 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3916 {
3917         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3918 }
3919 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3920
3921 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3922 {
3923         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3924 }
3925 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3926
3927 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3928                                 const char *buf, size_t length)
3929 {
3930         unsigned long order;
3931         int err;
3932
3933         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3934         if (err)
3935                 return err;
3936
3937         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3938                 return -EINVAL;
3939
3940         calculate_sizes(s, order);
3941         return length;
3942 }
3943
3944 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3945 {
3946         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3947 }
3948 SLAB_ATTR(order);
3949
3950 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3951 {
3952         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3953 }
3954
3955 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3956                                  size_t length)
3957 {
3958         unsigned long min;
3959         int err;
3960
3961         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3962         if (err)
3963                 return err;
3964
3965         set_min_partial(s, min);
3966         return length;
3967 }
3968 SLAB_ATTR(min_partial);
3969
3970 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3971 {
3972         if (!s->ctor)
3973                 return 0;
3974         return sprintf(buf, "%pS\n", s->ctor);
3975 }
3976 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3977
3978 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3979 {
3980         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3981 }
3982 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3983
3984 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3985 {
3986         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3987 }
3988 SLAB_ATTR_RO(partial);
3989
3990 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3991 {
3992         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3993 }
3994 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3995
3996 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3997 {
3998         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3999 }
4000 SLAB_ATTR_RO(objects);
4001
4002 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4003 {
4004         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4005 }
4006 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4007
4008 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4009 {
4010         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4011 }
4012
4013 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4014                                 const char *buf, size_t length)
4015 {
4016         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4017         if (buf[0] == '1')
4018                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4019         return length;
4020 }
4021 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4022
4023 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4024 {
4025         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4026 }
4027 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4028
4029 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4030 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4031 {
4032         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4033 }
4034 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4035 #endif
4036
4037 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4038 {
4039         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4040 }
4041 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4042
4043 static ssize_t reserved_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4044 {
4045         return sprintf(buf, "%d\n", s->reserved);
4046 }
4047 SLAB_ATTR_RO(reserved);
4048
4049 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4050 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4051 {
4052         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
4053 }
4054 SLAB_ATTR_RO(slabs);
4055
4056 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4057 {
4058         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4059 }
4060 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4061
4062 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4063 {
4064         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4065 }
4066
4067 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4068                                 const char *buf, size_t length)
4069 {
4070         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4071         if (buf[0] == '1')
4072                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4073         return length;
4074 }
4075 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4076
4077 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4078 {
4079         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4080 }
4081
4082 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4083                                                         size_t length)
4084 {
4085         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4086         if (buf[0] == '1')
4087                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4088         return length;
4089 }
4090 SLAB_ATTR(trace);
4091
4092 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4093 {
4094         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4095 }
4096
4097 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4098                                 const char *buf, size_t length)
4099 {
4100         if (any_slab_objects(s))
4101                 return -EBUSY;
4102
4103         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4104         if (buf[0] == '1')
4105                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4106         calculate_sizes(s, -1);
4107         return length;
4108 }
4109 SLAB_ATTR(red_zone);
4110
4111 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4112 {
4113         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4114 }
4115
4116 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4117                                 const char *buf, size_t length)
4118 {
4119         if (any_slab_objects(s))
4120                 return -EBUSY;
4121
4122         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4123         if (buf[0] == '1')
4124                 s->flags |= SLAB_POISON;
4125         calculate_sizes(s, -1);
4126         return length;
4127 }
4128 SLAB_ATTR(poison);
4129
4130 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4131 {
4132         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4133 }
4134
4135 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4136                                 const char *buf, size_t length)
4137 {
4138         if (any_slab_objects(s))
4139                 return -EBUSY;
4140
4141         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4142         if (buf[0] == '1')
4143                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4144         calculate_sizes(s, -1);
4145         return length;
4146 }
4147 SLAB_ATTR(store_user);
4148
4149 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4150 {
4151         return 0;
4152 }
4153
4154 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4155                         const char *buf, size_t length)
4156 {
4157         int ret = -EINVAL;
4158
4159         if (buf[0] == '1') {
4160                 ret = validate_slab_cache(s);
4161                 if (ret >= 0)
4162                         ret = length;
4163         }
4164         return ret;
4165 }
4166 SLAB_ATTR(validate);
4167
4168 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4169 {
4170         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4171                 return -ENOSYS;
4172         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4173 }
4174 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4175
4176 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4177 {
4178         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4179                 return -ENOSYS;
4180         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4181 }
4182 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4183 #endif /* CONFIG_SLUB_DEBUG */
4184
4185 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4186 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4187 {
4188         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4189 }
4190
4191 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4192                                                         size_t length)
4193 {
4194         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4195         if (buf[0] == '1')
4196                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4197         return length;
4198 }
4199 SLAB_ATTR(failslab);
4200 #endif
4201
4202 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4203 {
4204         return 0;
4205 }
4206
4207 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4208                         const char *buf, size_t length)
4209 {
4210         if (buf[0] == '1') {
4211                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4212
4213                 if (rc)
4214                         return rc;
4215         } else
4216                 return -EINVAL;
4217         return length;
4218 }
4219 SLAB_ATTR(shrink);
4220
4221 #ifdef CONFIG_NUMA
4222 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4223 {
4224         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4225 }
4226
4227 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4228                                 const char *buf, size_t length)
4229 {
4230         unsigned long ratio;
4231         int err;
4232
4233         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4234         if (err)
4235                 return err;
4236
4237         if (ratio <= 100)
4238                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4239
4240         return length;
4241 }
4242 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4243 #endif
4244
4245 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4246 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4247 {
4248         unsigned long sum  = 0;
4249         int cpu;
4250         int len;
4251         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4252
4253         if (!data)
4254                 return -ENOMEM;
4255
4256         for_each_online_cpu(cpu) {
4257                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4258
4259                 data[cpu] = x;
4260                 sum += x;
4261         }
4262
4263         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4264
4265 #ifdef CONFIG_SMP
4266         for_each_online_cpu(cpu) {
4267                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4268                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4269         }
4270 #endif
4271         kfree(data);
4272         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4273 }
4274
4275 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4276 {
4277         int cpu;
4278
4279         for_each_online_cpu(cpu)
4280                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4281 }
4282
4283 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4284 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4285 {                                                               \
4286         return show_stat(s, buf, si);                           \
4287 }                                                               \
4288 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4289                                 const char *buf, size_t length) \
4290 {                                                               \
4291         if (buf[0] != '0')                                      \
4292                 return -EINVAL;                                 \
4293         clear_stat(s, si);                                      \
4294         return length;                                          \
4295 }                                                               \
4296 SLAB_ATTR(text);                                                \
4297
4298 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4299 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4300 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4301 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4302 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4303 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4304 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4305 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4306 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4307 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4308 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4309 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4310 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4311 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4312 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4313 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4314 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4315 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4316 #endif
4317
4318 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4319         &slab_size_attr.attr,
4320         &object_size_attr.attr,
4321         &objs_per_slab_attr.attr,
4322         &order_attr.attr,
4323         &min_partial_attr.attr,
4324         &objects_attr.attr,
4325         &objects_partial_attr.attr,
4326         &partial_attr.attr,
4327         &cpu_slabs_attr.attr,
4328         &ctor_attr.attr,
4329         &aliases_attr.attr,
4330         &align_attr.attr,
4331         &hwcache_align_attr.attr,
4332         &reclaim_account_attr.attr,
4333         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4334         &shrink_attr.attr,
4335         &reserved_attr.attr,
4336 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
4337         &total_objects_attr.attr,
4338         &slabs_attr.attr,
4339         &sanity_checks_attr.attr,
4340         &trace_attr.attr,
4341         &red_zone_attr.attr,
4342         &poison_attr.attr,
4343         &store_user_attr.attr,
4344         &validate_attr.attr,
4345         &alloc_calls_attr.attr,
4346         &free_calls_attr.attr,
4347 #endif
4348 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4349         &cache_dma_attr.attr,
4350 #endif
4351 #ifdef CONFIG_NUMA
4352         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4353 #endif
4354 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4355         &alloc_fastpath_attr.attr,
4356         &alloc_slowpath_attr.attr,
4357         &free_fastpath_attr.attr,
4358         &free_slowpath_attr.attr,
4359         &free_frozen_attr.attr,
4360         &free_add_partial_attr.attr,
4361         &free_remove_partial_attr.attr,
4362         &alloc_from_partial_attr.attr,
4363         &alloc_slab_attr.attr,
4364         &alloc_refill_attr.attr,
4365         &free_slab_attr.attr,
4366         &cpuslab_flush_attr.attr,
4367         &deactivate_full_attr.attr,
4368         &deactivate_empty_attr.attr,
4369         &deactivate_to_head_attr.attr,
4370         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4371         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4372         &order_fallback_attr.attr,
4373 #endif
4374 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4375         &failslab_attr.attr,
4376 #endif
4377
4378         NULL
4379 };
4380
4381 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4382         .attrs = slab_attrs,
4383 };
4384
4385 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4386                                 struct attribute *attr,
4387                                 char *buf)
4388 {
4389         struct slab_attribute *attribute;
4390         struct kmem_cache *s;
4391         int err;
4392
4393         attribute = to_slab_attr(attr);
4394         s = to_slab(kobj);
4395
4396         if (!attribute->show)
4397                 return -EIO;
4398
4399         err = attribute->show(s, buf);
4400
4401         return err;
4402 }
4403
4404 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4405                                 struct attribute *attr,
4406                                 const char *buf, size_t len)
4407 {
4408         struct slab_attribute *attribute;
4409         struct kmem_cache *s;
4410         int err;
4411
4412         attribute = to_slab_attr(attr);
4413         s = to_slab(kobj);
4414
4415         if (!attribute->store)
4416                 return -EIO;
4417
4418         err = attribute->store(s, buf, len);
4419
4420         return err;
4421 }
4422
4423 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4424 {
4425         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4426
4427         kfree(s->name);
4428         kfree(s);
4429 }
4430
4431 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4432         .show = slab_attr_show,
4433         .store = slab_attr_store,
4434 };
4435
4436 static struct kobj_type slab_ktype = {
4437         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4438         .release = kmem_cache_release
4439 };
4440
4441 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4442 {
4443         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4444
4445         if (ktype == &slab_ktype)
4446                 return 1;
4447         return 0;
4448 }
4449
4450 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4451         .filter = uevent_filter,
4452 };
4453
4454 static struct kset *slab_kset;
4455
4456 #define ID_STR_LENGTH 64
4457
4458 /* Create a unique string id for a slab cache:
4459  *
4460  * Format       :[flags-]size
4461  */
4462 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4463 {
4464         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4465         char *p = name;
4466
4467         BUG_ON(!name);
4468
4469         *p++ = ':';
4470         /*
4471          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4472          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4473          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4474          * are matched during merging to guarantee that the id is
4475          * unique.
4476          */
4477         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4478                 *p++ = 'd';
4479         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4480                 *p++ = 'a';
4481         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4482                 *p++ = 'F';
4483         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4484                 *p++ = 't';
4485         if (p != name + 1)
4486                 *p++ = '-';
4487         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4488         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4489         return name;
4490 }
4491
4492 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4493 {
4494         int err;
4495         const char *name;
4496         int unmergeable;
4497
4498         if (slab_state < SYSFS)
4499                 /* Defer until later */
4500                 return 0;
4501
4502         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4503         if (unmergeable) {
4504                 /*
4505                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4506                  * This is typically the case for debug situations. In that
4507                  * case we can catch duplicate names easily.
4508                  */
4509                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4510                 name = s->name;
4511         } else {
4512                 /*
4513                  * Create a unique name for the slab as a target
4514                  * for the symlinks.
4515                  */
4516                 name = create_unique_id(s);
4517         }
4518
4519         s->kobj.kset = slab_kset;
4520         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4521         if (err) {
4522                 kobject_put(&s->kobj);
4523                 return err;
4524         }
4525
4526         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4527         if (err) {
4528                 kobject_del(&s->kobj);
4529                 kobject_put(&s->kobj);
4530                 return err;
4531         }
4532         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4533         if (!unmergeable) {
4534                 /* Setup first alias */
4535                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4536                 kfree(name);
4537         }
4538         return 0;
4539 }
4540
4541 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4542 {
4543         if (slab_state < SYSFS)
4544                 /*
4545                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4546                  * cache from sysfs.
4547                  */
4548                 return;
4549
4550         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4551         kobject_del(&s->kobj);
4552         kobject_put(&s->kobj);
4553 }
4554
4555 /*
4556  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4557  * available lest we lose that information.
4558  */
4559 struct saved_alias {
4560         struct kmem_cache *s;
4561         const char *name;
4562         struct saved_alias *next;
4563 };
4564
4565 static struct saved_alias *alias_list;
4566
4567 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4568 {
4569         struct saved_alias *al;
4570
4571         if (slab_state == SYSFS) {
4572                 /*
4573                  * If we have a leftover link then remove it.
4574                  */
4575                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4576                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4577         }
4578
4579         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4580         if (!al)
4581                 return -ENOMEM;
4582
4583         al->s = s;
4584         al->name = name;
4585         al->next = alias_list;
4586         alias_list = al;
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 static int __init slab_sysfs_init(void)
4591 {
4592         struct kmem_cache *s;
4593         int err;
4594
4595         down_write(&slub_lock);
4596
4597         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4598         if (!slab_kset) {
4599                 up_write(&slub_lock);
4600                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4601                 return -ENOSYS;
4602         }
4603
4604         slab_state = SYSFS;
4605
4606         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4607                 err = sysfs_slab_add(s);
4608                 if (err)
4609                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4610                                                 " to sysfs\n", s->name);
4611         }
4612
4613         while (alias_list) {
4614                 struct saved_alias *al = alias_list;
4615
4616                 alias_list = alias_list->next;
4617                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4618                 if (err)
4619                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4620                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4621                 kfree(al);
4622         }
4623
4624         up_write(&slub_lock);
4625         resiliency_test();
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 __initcall(slab_sysfs_init);
4630 #endif /* CONFIG_SYSFS */
4631
4632 /*
4633  * The /proc/slabinfo ABI
4634  */
4635 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4636 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4637 {
4638         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4639         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4640                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4641         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4642         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4643         seq_putc(m, '\n');
4644 }
4645
4646 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4647 {
4648         loff_t n = *pos;
4649
4650         down_read(&slub_lock);
4651         if (!n)
4652                 print_slabinfo_header(m);
4653
4654         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4655 }
4656
4657 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4658 {
4659         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4660 }
4661
4662 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4663 {
4664         up_read(&slub_lock);
4665 }
4666
4667 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4668 {
4669         unsigned long nr_partials = 0;
4670         unsigned long nr_slabs = 0;
4671         unsigned long nr_inuse = 0;
4672         unsigned long nr_objs = 0;
4673         unsigned long nr_free = 0;
4674         struct kmem_cache *s;
4675         int node;
4676
4677         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4678
4679         for_each_online_node(node) {
4680                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4681
4682                 if (!n)
4683                         continue;
4684
4685                 nr_partials += n->nr_partial;
4686                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4687                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4688                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4689         }
4690
4691         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4692
4693         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4694                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4695                    (1 << oo_order(s->oo)));
4696         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4697         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4698                    0UL);
4699         seq_putc(m, '\n');
4700         return 0;
4701 }
4702
4703 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4704         .start = s_start,
4705         .next = s_next,
4706         .stop = s_stop,
4707         .show = s_show,
4708 };
4709
4710 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4711 {
4712         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4713 }
4714
4715 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4716         .open           = slabinfo_open,
4717         .read           = seq_read,
4718         .llseek         = seq_lseek,
4719         .release        = seq_release,
4720 };
4721
4722 static int __init slab_proc_init(void)
4723 {
4724         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4725         return 0;
4726 }
4727 module_init(slab_proc_init);
4728 #endif /* CONFIG_SLABINFO */