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