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