e2e6ba7a5172ea93c588089f14b59db14ab8a890
[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 <clameter@sgi.com>
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/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23 #include <linux/memory.h>
24
25 /*
26  * Lock order:
27  *   1. slab_lock(page)
28  *   2. slab->list_lock
29  *
30  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
31  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
32  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
33  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
34  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
35  *   the page_struct of the slab.
36  *
37  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
38  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
39  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
40  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
41  *   modified without taking the list lock).
42  *
43  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
44  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
45  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
46  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
47  *   the list lock.
48  *
49  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
50  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
51  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
52  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
53  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
54  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
55  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
56  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
57  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
58  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
59  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
60  *   no danger of cacheline contention.
61  *
62  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
63  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
64  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
65  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
66  *
67  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
68  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
69  *
70  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
71  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
72  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
73  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
74  * cannot scan all objects.
75  *
76  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
77  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
78  * fast frees and allocs.
79  *
80  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
81  *
82  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
83  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
84  *                      such as satisfying allocations for a specific
85  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
86  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
87  *                      list operations. It is up to the processor holding
88  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
89  *                      when the slab is no longer needed.
90  *
91  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
92  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
93  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
94  *                      freelist that allows lockless access to
95  *                      free objects in addition to the regular freelist
96  *                      that requires the slab lock.
97  *
98  * PageError            Slab requires special handling due to debug
99  *                      options set. This moves slab handling out of
100  *                      the fast path and disables lockless freelists.
101  */
102
103 #define FROZEN (1 << PG_active)
104
105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
106 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
107 #else
108 #define SLABDEBUG 0
109 #endif
110
111 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
112 {
113         return page->flags & FROZEN;
114 }
115
116 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
117 {
118         page->flags |= FROZEN;
119 }
120
121 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
122 {
123         page->flags &= ~FROZEN;
124 }
125
126 static inline int SlabDebug(struct page *page)
127 {
128         return page->flags & SLABDEBUG;
129 }
130
131 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
132 {
133         page->flags |= SLABDEBUG;
134 }
135
136 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
137 {
138         page->flags &= ~SLABDEBUG;
139 }
140
141 /*
142  * Issues still to be resolved:
143  *
144  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
145  *
146  * - Variable sizing of the per node arrays
147  */
148
149 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
150 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
151
152 /*
153  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
154  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
155  */
156 #define MIN_PARTIAL 5
157
158 /*
159  * Maximum number of desirable partial slabs.
160  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
161  * sort the partial list by the number of objects in the.
162  */
163 #define MAX_PARTIAL 10
164
165 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
166                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
167
168 /*
169  * Set of flags that will prevent slab merging
170  */
171 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
172                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
173
174 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
175                 SLAB_CACHE_DMA)
176
177 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
178 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
179 #endif
180
181 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
182 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
183 #endif
184
185 /* Internal SLUB flags */
186 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
187 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
188
189 /* Not all arches define cache_line_size */
190 #ifndef cache_line_size
191 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
192 #endif
193
194 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
195
196 #ifdef CONFIG_SMP
197 static struct notifier_block slab_notifier;
198 #endif
199
200 static enum {
201         DOWN,           /* No slab functionality available */
202         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
203         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
204         SYSFS           /* Sysfs up */
205 } slab_state = DOWN;
206
207 /* A list of all slab caches on the system */
208 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
209 static LIST_HEAD(slab_caches);
210
211 /*
212  * Tracking user of a slab.
213  */
214 struct track {
215         void *addr;             /* Called from address */
216         int cpu;                /* Was running on cpu */
217         int pid;                /* Pid context */
218         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
219 };
220
221 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
222
223 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
224 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
225 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
226 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
227
228 #else
229 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
230 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
231                                                         { return 0; }
232 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
233 {
234         kfree(s);
235 }
236
237 #endif
238
239 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
240 {
241 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
242         c->stat[si]++;
243 #endif
244 }
245
246 /********************************************************************
247  *                      Core slab cache functions
248  *******************************************************************/
249
250 int slab_is_available(void)
251 {
252         return slab_state >= UP;
253 }
254
255 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
256 {
257 #ifdef CONFIG_NUMA
258         return s->node[node];
259 #else
260         return &s->local_node;
261 #endif
262 }
263
264 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
265 {
266 #ifdef CONFIG_SMP
267         return s->cpu_slab[cpu];
268 #else
269         return &s->cpu_slab;
270 #endif
271 }
272
273 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
274 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
275                                 struct page *page, const void *object)
276 {
277         void *base;
278
279         if (!object)
280                 return 1;
281
282         base = page_address(page);
283         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
284                 (object - base) % s->size) {
285                 return 0;
286         }
287
288         return 1;
289 }
290
291 /*
292  * Slow version of get and set free pointer.
293  *
294  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
295  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
296  * from the page struct.
297  */
298 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
299 {
300         return *(void **)(object + s->offset);
301 }
302
303 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
304 {
305         *(void **)(object + s->offset) = fp;
306 }
307
308 /* Loop over all objects in a slab */
309 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
310         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
311                         __p += (__s)->size)
312
313 /* Scan freelist */
314 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
315         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
316
317 /* Determine object index from a given position */
318 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
319 {
320         return (p - addr) / s->size;
321 }
322
323 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
324                                                 unsigned long size)
325 {
326         struct kmem_cache_order_objects x = {
327                 (order << 16) + (PAGE_SIZE << order) / size
328         };
329
330         return x;
331 }
332
333 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
334 {
335         return x.x >> 16;
336 }
337
338 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
339 {
340         return x.x & ((1 << 16) - 1);
341 }
342
343 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
344 /*
345  * Debug settings:
346  */
347 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
348 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
349 #else
350 static int slub_debug;
351 #endif
352
353 static char *slub_debug_slabs;
354
355 /*
356  * Object debugging
357  */
358 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
359 {
360         int i, offset;
361         int newline = 1;
362         char ascii[17];
363
364         ascii[16] = 0;
365
366         for (i = 0; i < length; i++) {
367                 if (newline) {
368                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
369                         newline = 0;
370                 }
371                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
372                 offset = i % 16;
373                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
374                 if (offset == 15) {
375                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
376                         newline = 1;
377                 }
378         }
379         if (!newline) {
380                 i %= 16;
381                 while (i < 16) {
382                         printk(KERN_CONT "   ");
383                         ascii[i] = ' ';
384                         i++;
385                 }
386                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
387         }
388 }
389
390 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
391         enum track_item alloc)
392 {
393         struct track *p;
394
395         if (s->offset)
396                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
397         else
398                 p = object + s->inuse;
399
400         return p + alloc;
401 }
402
403 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
404                                 enum track_item alloc, void *addr)
405 {
406         struct track *p;
407
408         if (s->offset)
409                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
410         else
411                 p = object + s->inuse;
412
413         p += alloc;
414         if (addr) {
415                 p->addr = addr;
416                 p->cpu = smp_processor_id();
417                 p->pid = current ? current->pid : -1;
418                 p->when = jiffies;
419         } else
420                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
421 }
422
423 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
424 {
425         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
426                 return;
427
428         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
429         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
430 }
431
432 static void print_track(const char *s, struct track *t)
433 {
434         if (!t->addr)
435                 return;
436
437         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
438         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
439         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
440 }
441
442 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
443 {
444         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
445                 return;
446
447         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
448         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
449 }
450
451 static void print_page_info(struct page *page)
452 {
453         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
454                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
455
456 }
457
458 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
459 {
460         va_list args;
461         char buf[100];
462
463         va_start(args, fmt);
464         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
465         va_end(args);
466         printk(KERN_ERR "========================================"
467                         "=====================================\n");
468         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
469         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
470                         "-------------------------------------\n\n");
471 }
472
473 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
474 {
475         va_list args;
476         char buf[100];
477
478         va_start(args, fmt);
479         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
480         va_end(args);
481         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
482 }
483
484 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
485 {
486         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
487         u8 *addr = page_address(page);
488
489         print_tracking(s, p);
490
491         print_page_info(page);
492
493         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
494                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
495
496         if (p > addr + 16)
497                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
498
499         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
500
501         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
502                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
503                         s->inuse - s->objsize);
504
505         if (s->offset)
506                 off = s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 off = s->inuse;
509
510         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
511                 off += 2 * sizeof(struct track);
512
513         if (off != s->size)
514                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
515                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
516
517         dump_stack();
518 }
519
520 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
521                         u8 *object, char *reason)
522 {
523         slab_bug(s, "%s", reason);
524         print_trailer(s, page, object);
525 }
526
527 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
528 {
529         va_list args;
530         char buf[100];
531
532         va_start(args, fmt);
533         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
534         va_end(args);
535         slab_bug(s, "%s", buf);
536         print_page_info(page);
537         dump_stack();
538 }
539
540 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
541 {
542         u8 *p = object;
543
544         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
545                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
546                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
547         }
548
549         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
550                 memset(p + s->objsize,
551                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
552                         s->inuse - s->objsize);
553 }
554
555 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
556 {
557         while (bytes) {
558                 if (*start != (u8)value)
559                         return start;
560                 start++;
561                 bytes--;
562         }
563         return NULL;
564 }
565
566 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
567                                                 void *from, void *to)
568 {
569         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
570         memset(from, data, to - from);
571 }
572
573 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
574                         u8 *object, char *what,
575                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
576 {
577         u8 *fault;
578         u8 *end;
579
580         fault = check_bytes(start, value, bytes);
581         if (!fault)
582                 return 1;
583
584         end = start + bytes;
585         while (end > fault && end[-1] == value)
586                 end--;
587
588         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
589         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
590                                         fault, end - 1, fault[0], value);
591         print_trailer(s, page, object);
592
593         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Object layout:
599  *
600  * object address
601  *      Bytes of the object to be managed.
602  *      If the freepointer may overlay the object then the free
603  *      pointer is the first word of the object.
604  *
605  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
606  *      0xa5 (POISON_END)
607  *
608  * object + s->objsize
609  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
610  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
611  *      objsize == inuse.
612  *
613  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
614  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
615  *
616  * object + s->inuse
617  *      Meta data starts here.
618  *
619  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
620  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
621  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
622  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
623  *              before the word boundary.
624  *
625  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
626  *
627  * object + s->size
628  *      Nothing is used beyond s->size.
629  *
630  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
631  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
632  * may be used with merged slabcaches.
633  */
634
635 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
636 {
637         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
638
639         if (s->offset)
640                 /* Freepointer is placed after the object. */
641                 off += sizeof(void *);
642
643         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
644                 /* We also have user information there */
645                 off += 2 * sizeof(struct track);
646
647         if (s->size == off)
648                 return 1;
649
650         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
651                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
652 }
653
654 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
655 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
656 {
657         u8 *start;
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660         int length;
661         int remainder;
662
663         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
664                 return 1;
665
666         start = page_address(page);
667         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
668         end = start + length;
669         remainder = length % s->size;
670         if (!remainder)
671                 return 1;
672
673         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
674         if (!fault)
675                 return 1;
676         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
677                 end--;
678
679         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
680         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
681
682         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
683         return 0;
684 }
685
686 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
687                                         void *object, int active)
688 {
689         u8 *p = object;
690         u8 *endobject = object + s->objsize;
691
692         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
693                 unsigned int red =
694                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
695
696                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
697                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
698                         return 0;
699         } else {
700                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
701                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
702                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
703                 }
704         }
705
706         if (s->flags & SLAB_POISON) {
707                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
708                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
709                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
710                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
711                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
712                         return 0;
713                 /*
714                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
715                  */
716                 check_pad_bytes(s, page, p);
717         }
718
719         if (!s->offset && active)
720                 /*
721                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
722                  * freepointer while object is allocated.
723                  */
724                 return 1;
725
726         /* Check free pointer validity */
727         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
728                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
729                 /*
730                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
731                  * of the free objects in this slab. May cause
732                  * another error because the object count is now wrong.
733                  */
734                 set_freepointer(s, p, NULL);
735                 return 0;
736         }
737         return 1;
738 }
739
740 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
741 {
742         int maxobj;
743
744         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
745
746         if (!PageSlab(page)) {
747                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
748                 return 0;
749         }
750
751         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
752         if (page->objects > maxobj) {
753                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
754                         s->name, page->objects, maxobj);
755                 return 0;
756         }
757         if (page->inuse > page->objects) {
758                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
759                         s->name, page->inuse, page->objects);
760                 return 0;
761         }
762         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
763         slab_pad_check(s, page);
764         return 1;
765 }
766
767 /*
768  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
769  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
770  */
771 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
772 {
773         int nr = 0;
774         void *fp = page->freelist;
775         void *object = NULL;
776         unsigned long max_objects;
777
778         while (fp && nr <= page->objects) {
779                 if (fp == search)
780                         return 1;
781                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
782                         if (object) {
783                                 object_err(s, page, object,
784                                         "Freechain corrupt");
785                                 set_freepointer(s, object, NULL);
786                                 break;
787                         } else {
788                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
789                                 page->freelist = NULL;
790                                 page->inuse = page->objects;
791                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
792                                 return 0;
793                         }
794                         break;
795                 }
796                 object = fp;
797                 fp = get_freepointer(s, object);
798                 nr++;
799         }
800
801         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
802         if (max_objects > 65535)
803                 max_objects = 65535;
804
805         if (page->objects != max_objects) {
806                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
807                         "should be %d", page->objects, max_objects);
808                 page->objects = max_objects;
809                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
810         }
811         if (page->inuse != page->objects - nr) {
812                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
813                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
814                 page->inuse = page->objects - nr;
815                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
816         }
817         return search == NULL;
818 }
819
820 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
821 {
822         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
823                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
824                         s->name,
825                         alloc ? "alloc" : "free",
826                         object, page->inuse,
827                         page->freelist);
828
829                 if (!alloc)
830                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
831
832                 dump_stack();
833         }
834 }
835
836 /*
837  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
838  */
839 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
840 {
841         spin_lock(&n->list_lock);
842         list_add(&page->lru, &n->full);
843         spin_unlock(&n->list_lock);
844 }
845
846 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
847 {
848         struct kmem_cache_node *n;
849
850         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
851                 return;
852
853         n = get_node(s, page_to_nid(page));
854
855         spin_lock(&n->list_lock);
856         list_del(&page->lru);
857         spin_unlock(&n->list_lock);
858 }
859
860 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
861 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
862 {
863         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
864
865         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
866 }
867
868 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
869 {
870         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
871
872         /*
873          * May be called early in order to allocate a slab for the
874          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
875          * dilemma by deferring the increment of the count during
876          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
877          */
878         if (!NUMA_BUILD || n) {
879                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
880                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
881         }
882 }
883 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
884 {
885         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
886
887         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
888         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
889 }
890
891 /* Object debug checks for alloc/free paths */
892 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
893                                                                 void *object)
894 {
895         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
896                 return;
897
898         init_object(s, object, 0);
899         init_tracking(s, object);
900 }
901
902 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
903                                                 void *object, void *addr)
904 {
905         if (!check_slab(s, page))
906                 goto bad;
907
908         if (!on_freelist(s, page, object)) {
909                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
910                 goto bad;
911         }
912
913         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
914                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
915                 goto bad;
916         }
917
918         if (!check_object(s, page, object, 0))
919                 goto bad;
920
921         /* Success perform special debug activities for allocs */
922         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
923                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
924         trace(s, page, object, 1);
925         init_object(s, object, 1);
926         return 1;
927
928 bad:
929         if (PageSlab(page)) {
930                 /*
931                  * If this is a slab page then lets do the best we can
932                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
933                  * as used avoids touching the remaining objects.
934                  */
935                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
936                 page->inuse = page->objects;
937                 page->freelist = NULL;
938         }
939         return 0;
940 }
941
942 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
943                                                 void *object, void *addr)
944 {
945         if (!check_slab(s, page))
946                 goto fail;
947
948         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
949                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
950                 goto fail;
951         }
952
953         if (on_freelist(s, page, object)) {
954                 object_err(s, page, object, "Object already free");
955                 goto fail;
956         }
957
958         if (!check_object(s, page, object, 1))
959                 return 0;
960
961         if (unlikely(s != page->slab)) {
962                 if (!PageSlab(page)) {
963                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
964                                 "outside of slab", object);
965                 } else if (!page->slab) {
966                         printk(KERN_ERR
967                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
968                                                 object);
969                         dump_stack();
970                 } else
971                         object_err(s, page, object,
972                                         "page slab pointer corrupt.");
973                 goto fail;
974         }
975
976         /* Special debug activities for freeing objects */
977         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
978                 remove_full(s, page);
979         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
980                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
981         trace(s, page, object, 0);
982         init_object(s, object, 0);
983         return 1;
984
985 fail:
986         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
987         return 0;
988 }
989
990 static int __init setup_slub_debug(char *str)
991 {
992         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
993         if (*str++ != '=' || !*str)
994                 /*
995                  * No options specified. Switch on full debugging.
996                  */
997                 goto out;
998
999         if (*str == ',')
1000                 /*
1001                  * No options but restriction on slabs. This means full
1002                  * debugging for slabs matching a pattern.
1003                  */
1004                 goto check_slabs;
1005
1006         slub_debug = 0;
1007         if (*str == '-')
1008                 /*
1009                  * Switch off all debugging measures.
1010                  */
1011                 goto out;
1012
1013         /*
1014          * Determine which debug features should be switched on
1015          */
1016         for (; *str && *str != ','; str++) {
1017                 switch (tolower(*str)) {
1018                 case 'f':
1019                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1020                         break;
1021                 case 'z':
1022                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1023                         break;
1024                 case 'p':
1025                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1026                         break;
1027                 case 'u':
1028                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1029                         break;
1030                 case 't':
1031                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1032                         break;
1033                 default:
1034                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1035                                 "unknown. skipped\n", *str);
1036                 }
1037         }
1038
1039 check_slabs:
1040         if (*str == ',')
1041                 slub_debug_slabs = str + 1;
1042 out:
1043         return 1;
1044 }
1045
1046 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1047
1048 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1049         unsigned long flags, const char *name,
1050         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1051 {
1052         /*
1053          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1054          */
1055         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1056             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1057                         flags |= slub_debug;
1058
1059         return flags;
1060 }
1061 #else
1062 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1063                         struct page *page, void *object) {}
1064
1065 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1066         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1067
1068 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1069         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1070
1071 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1072                         { return 1; }
1073 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1074                         void *object, int active) { return 1; }
1075 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1076 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1077         unsigned long flags, const char *name,
1078         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1079 {
1080         return flags;
1081 }
1082 #define slub_debug 0
1083
1084 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1085                                                         { return 0; }
1086 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1087                                                         int objects) {}
1088 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1089                                                         int objects) {}
1090 #endif
1091
1092 /*
1093  * Slab allocation and freeing
1094  */
1095 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1096                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1097 {
1098         int order = oo_order(oo);
1099
1100         if (node == -1)
1101                 return alloc_pages(flags, order);
1102         else
1103                 return alloc_pages_node(node, flags, order);
1104 }
1105
1106 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1107 {
1108         struct page *page;
1109         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1110
1111         flags |= s->allocflags;
1112
1113         page = alloc_slab_page(flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY, node,
1114                                                                         oo);
1115         if (unlikely(!page)) {
1116                 oo = s->min;
1117                 /*
1118                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1119                  * Try a lower order alloc if possible
1120                  */
1121                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1122                 if (!page)
1123                         return NULL;
1124
1125                 stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), ORDER_FALLBACK);
1126         }
1127         page->objects = oo_objects(oo);
1128         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1129                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1130                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1131                 1 << oo_order(oo));
1132
1133         return page;
1134 }
1135
1136 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1137                                 void *object)
1138 {
1139         setup_object_debug(s, page, object);
1140         if (unlikely(s->ctor))
1141                 s->ctor(s, object);
1142 }
1143
1144 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1145 {
1146         struct page *page;
1147         void *start;
1148         void *last;
1149         void *p;
1150
1151         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1152
1153         page = allocate_slab(s,
1154                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1155         if (!page)
1156                 goto out;
1157
1158         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1159         page->slab = s;
1160         page->flags |= 1 << PG_slab;
1161         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1162                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1163                 SetSlabDebug(page);
1164
1165         start = page_address(page);
1166
1167         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1168                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1169
1170         last = start;
1171         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1172                 setup_object(s, page, last);
1173                 set_freepointer(s, last, p);
1174                 last = p;
1175         }
1176         setup_object(s, page, last);
1177         set_freepointer(s, last, NULL);
1178
1179         page->freelist = start;
1180         page->inuse = 0;
1181 out:
1182         return page;
1183 }
1184
1185 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1186 {
1187         int order = compound_order(page);
1188         int pages = 1 << order;
1189
1190         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1191                 void *p;
1192
1193                 slab_pad_check(s, page);
1194                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1195                                                 page->objects)
1196                         check_object(s, page, p, 0);
1197                 ClearSlabDebug(page);
1198         }
1199
1200         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1201                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1202                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1203                 -pages);
1204
1205         __ClearPageSlab(page);
1206         reset_page_mapcount(page);
1207         __free_pages(page, order);
1208 }
1209
1210 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1211 {
1212         struct page *page;
1213
1214         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1215         __free_slab(page->slab, page);
1216 }
1217
1218 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1219 {
1220         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1221                 /*
1222                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1223                  */
1224                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1225
1226                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1227         } else
1228                 __free_slab(s, page);
1229 }
1230
1231 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1232 {
1233         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1234         free_slab(s, page);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Per slab locking using the pagelock
1239  */
1240 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1241 {
1242         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1243 }
1244
1245 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1246 {
1247         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1248 }
1249
1250 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1251 {
1252         int rc = 1;
1253
1254         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1255         return rc;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Management of partially allocated slabs
1260  */
1261 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1262                                 struct page *page, int tail)
1263 {
1264         spin_lock(&n->list_lock);
1265         n->nr_partial++;
1266         if (tail)
1267                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1268         else
1269                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1270         spin_unlock(&n->list_lock);
1271 }
1272
1273 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1274                                                 struct page *page)
1275 {
1276         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1277
1278         spin_lock(&n->list_lock);
1279         list_del(&page->lru);
1280         n->nr_partial--;
1281         spin_unlock(&n->list_lock);
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Lock slab and remove from the partial list.
1286  *
1287  * Must hold list_lock.
1288  */
1289 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1290 {
1291         if (slab_trylock(page)) {
1292                 list_del(&page->lru);
1293                 n->nr_partial--;
1294                 SetSlabFrozen(page);
1295                 return 1;
1296         }
1297         return 0;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1302  */
1303 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1304 {
1305         struct page *page;
1306
1307         /*
1308          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1309          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1310          * partial slab and there is none available then get_partials()
1311          * will return NULL.
1312          */
1313         if (!n || !n->nr_partial)
1314                 return NULL;
1315
1316         spin_lock(&n->list_lock);
1317         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1318                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1319                         goto out;
1320         page = NULL;
1321 out:
1322         spin_unlock(&n->list_lock);
1323         return page;
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1328  */
1329 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1330 {
1331 #ifdef CONFIG_NUMA
1332         struct zonelist *zonelist;
1333         struct zone **z;
1334         struct page *page;
1335
1336         /*
1337          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1338          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1339          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1340          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1341          *
1342          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1343          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1344          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1345          * from other nodes and filled up.
1346          *
1347          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1348          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1349          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1350          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1351          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1352          * with available objects.
1353          */
1354         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1355                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1356                 return NULL;
1357
1358         zonelist = &NODE_DATA(
1359                 slab_node(current->mempolicy))->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1360         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1361                 struct kmem_cache_node *n;
1362
1363                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1364
1365                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1366                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1367                         page = get_partial_node(n);
1368                         if (page)
1369                                 return page;
1370                 }
1371         }
1372 #endif
1373         return NULL;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Get a partial page, lock it and return it.
1378  */
1379 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1380 {
1381         struct page *page;
1382         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1383
1384         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1385         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1386                 return page;
1387
1388         return get_any_partial(s, flags);
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Move a page back to the lists.
1393  *
1394  * Must be called with the slab lock held.
1395  *
1396  * On exit the slab lock will have been dropped.
1397  */
1398 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1399 {
1400         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1401         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1402
1403         ClearSlabFrozen(page);
1404         if (page->inuse) {
1405
1406                 if (page->freelist) {
1407                         add_partial(n, page, tail);
1408                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1409                 } else {
1410                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1411                         if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1412                                 add_full(n, page);
1413                 }
1414                 slab_unlock(page);
1415         } else {
1416                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1417                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1418                         /*
1419                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1420                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1421                          * to come after the other slabs with objects in
1422                          * so that the others get filled first. That way the
1423                          * size of the partial list stays small.
1424                          *
1425                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from the
1426                          * partial list.
1427                          */
1428                         add_partial(n, page, 1);
1429                         slab_unlock(page);
1430                 } else {
1431                         slab_unlock(page);
1432                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1433                         discard_slab(s, page);
1434                 }
1435         }
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Remove the cpu slab
1440  */
1441 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1442 {
1443         struct page *page = c->page;
1444         int tail = 1;
1445
1446         if (page->freelist)
1447                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1448         /*
1449          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1450          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1451          * to occur.
1452          */
1453         while (unlikely(c->freelist)) {
1454                 void **object;
1455
1456                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1457
1458                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1459                 object = c->freelist;
1460                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1461
1462                 /* And put onto the regular freelist */
1463                 object[c->offset] = page->freelist;
1464                 page->freelist = object;
1465                 page->inuse--;
1466         }
1467         c->page = NULL;
1468         unfreeze_slab(s, page, tail);
1469 }
1470
1471 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1472 {
1473         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1474         slab_lock(c->page);
1475         deactivate_slab(s, c);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Flush cpu slab.
1480  *
1481  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1482  */
1483 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1484 {
1485         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1486
1487         if (likely(c && c->page))
1488                 flush_slab(s, c);
1489 }
1490
1491 static void flush_cpu_slab(void *d)
1492 {
1493         struct kmem_cache *s = d;
1494
1495         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1496 }
1497
1498 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1499 {
1500 #ifdef CONFIG_SMP
1501         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1502 #else
1503         unsigned long flags;
1504
1505         local_irq_save(flags);
1506         flush_cpu_slab(s);
1507         local_irq_restore(flags);
1508 #endif
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1513  * locality expectations.
1514  */
1515 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_NUMA
1518         if (node != -1 && c->node != node)
1519                 return 0;
1520 #endif
1521         return 1;
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1526  * debugging duties.
1527  *
1528  * Interrupts are disabled.
1529  *
1530  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1531  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1532  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1533  *
1534  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1535  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1536  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1537  *
1538  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1539  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1540  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1541  */
1542 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1543                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1544 {
1545         void **object;
1546         struct page *new;
1547
1548         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1549         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1550
1551         if (!c->page)
1552                 goto new_slab;
1553
1554         slab_lock(c->page);
1555         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1556                 goto another_slab;
1557
1558         stat(c, ALLOC_REFILL);
1559
1560 load_freelist:
1561         object = c->page->freelist;
1562         if (unlikely(!object))
1563                 goto another_slab;
1564         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1565                 goto debug;
1566
1567         c->freelist = object[c->offset];
1568         c->page->inuse = c->page->objects;
1569         c->page->freelist = NULL;
1570         c->node = page_to_nid(c->page);
1571 unlock_out:
1572         slab_unlock(c->page);
1573         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1574         return object;
1575
1576 another_slab:
1577         deactivate_slab(s, c);
1578
1579 new_slab:
1580         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1581         if (new) {
1582                 c->page = new;
1583                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1584                 goto load_freelist;
1585         }
1586
1587         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1588                 local_irq_enable();
1589
1590         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1591
1592         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1593                 local_irq_disable();
1594
1595         if (new) {
1596                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1597                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1598                 if (c->page)
1599                         flush_slab(s, c);
1600                 slab_lock(new);
1601                 SetSlabFrozen(new);
1602                 c->page = new;
1603                 goto load_freelist;
1604         }
1605         return NULL;
1606 debug:
1607         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1608                 goto another_slab;
1609
1610         c->page->inuse++;
1611         c->page->freelist = object[c->offset];
1612         c->node = -1;
1613         goto unlock_out;
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1618  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1619  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1620  *
1621  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1622  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1623  *
1624  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1625  */
1626 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1627                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1628 {
1629         void **object;
1630         struct kmem_cache_cpu *c;
1631         unsigned long flags;
1632
1633         local_irq_save(flags);
1634         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1635         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1636
1637                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1638
1639         else {
1640                 object = c->freelist;
1641                 c->freelist = object[c->offset];
1642                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1643         }
1644         local_irq_restore(flags);
1645
1646         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1647                 memset(object, 0, c->objsize);
1648
1649         return object;
1650 }
1651
1652 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1653 {
1654         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1655 }
1656 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1657
1658 #ifdef CONFIG_NUMA
1659 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1660 {
1661         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1664 #endif
1665
1666 /*
1667  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1668  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1669  *
1670  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1671  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1672  * handling required then we can return immediately.
1673  */
1674 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1675                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1676 {
1677         void *prior;
1678         void **object = (void *)x;
1679         struct kmem_cache_cpu *c;
1680
1681         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1682         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1683         slab_lock(page);
1684
1685         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1686                 goto debug;
1687
1688 checks_ok:
1689         prior = object[offset] = page->freelist;
1690         page->freelist = object;
1691         page->inuse--;
1692
1693         if (unlikely(SlabFrozen(page))) {
1694                 stat(c, FREE_FROZEN);
1695                 goto out_unlock;
1696         }
1697
1698         if (unlikely(!page->inuse))
1699                 goto slab_empty;
1700
1701         /*
1702          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1703          * then add it.
1704          */
1705         if (unlikely(!prior)) {
1706                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1707                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1708         }
1709
1710 out_unlock:
1711         slab_unlock(page);
1712         return;
1713
1714 slab_empty:
1715         if (prior) {
1716                 /*
1717                  * Slab still on the partial list.
1718                  */
1719                 remove_partial(s, page);
1720                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1721         }
1722         slab_unlock(page);
1723         stat(c, FREE_SLAB);
1724         discard_slab(s, page);
1725         return;
1726
1727 debug:
1728         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1729                 goto out_unlock;
1730         goto checks_ok;
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1735  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1736  *
1737  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1738  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1739  * the item before.
1740  *
1741  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1742  * with all sorts of special processing.
1743  */
1744 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1745                         struct page *page, void *x, void *addr)
1746 {
1747         void **object = (void *)x;
1748         struct kmem_cache_cpu *c;
1749         unsigned long flags;
1750
1751         local_irq_save(flags);
1752         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1753         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1754         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1755                 object[c->offset] = c->freelist;
1756                 c->freelist = object;
1757                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1758         } else
1759                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1760
1761         local_irq_restore(flags);
1762 }
1763
1764 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1765 {
1766         struct page *page;
1767
1768         page = virt_to_head_page(x);
1769
1770         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1771 }
1772 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1773
1774 /* Figure out on which slab object the object resides */
1775 static struct page *get_object_page(const void *x)
1776 {
1777         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1778
1779         if (!PageSlab(page))
1780                 return NULL;
1781
1782         return page;
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1787  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1788  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1789  * another.
1790  *
1791  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1792  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1793  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1794  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1795  * locking overhead.
1796  */
1797
1798 /*
1799  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1800  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1801  * and increases the number of allocations possible without having to
1802  * take the list_lock.
1803  */
1804 static int slub_min_order;
1805 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1806 static int slub_min_objects;
1807
1808 /*
1809  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1810  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1811  */
1812 static int slub_nomerge;
1813
1814 /*
1815  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1816  *
1817  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1818  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1819  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1820  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1821  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1822  * would be wasted.
1823  *
1824  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1825  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1826  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1827  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1828  *
1829  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1830  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1831  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1832  * of space in favor of a small page order.
1833  *
1834  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1835  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1836  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1837  * the smallest order which will fit the object.
1838  */
1839 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1840                                 int max_order, int fract_leftover)
1841 {
1842         int order;
1843         int rem;
1844         int min_order = slub_min_order;
1845
1846         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > 65535)
1847                 return get_order(size * 65535) - 1;
1848
1849         for (order = max(min_order,
1850                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1851                         order <= max_order; order++) {
1852
1853                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1854
1855                 if (slab_size < min_objects * size)
1856                         continue;
1857
1858                 rem = slab_size % size;
1859
1860                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1861                         break;
1862
1863         }
1864
1865         return order;
1866 }
1867
1868 static inline int calculate_order(int size)
1869 {
1870         int order;
1871         int min_objects;
1872         int fraction;
1873
1874         /*
1875          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1876          * works by first attempting to generate a layout with
1877          * the best configuration and backing off gradually.
1878          *
1879          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1880          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1881          */
1882         min_objects = slub_min_objects;
1883         if (!min_objects)
1884                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
1885         while (min_objects > 1) {
1886                 fraction = 8;
1887                 while (fraction >= 4) {
1888                         order = slab_order(size, min_objects,
1889                                                 slub_max_order, fraction);
1890                         if (order <= slub_max_order)
1891                                 return order;
1892                         fraction /= 2;
1893                 }
1894                 min_objects /= 2;
1895         }
1896
1897         /*
1898          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1899          * lets see if we can place a single object there.
1900          */
1901         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1902         if (order <= slub_max_order)
1903                 return order;
1904
1905         /*
1906          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1907          */
1908         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1909         if (order <= MAX_ORDER)
1910                 return order;
1911         return -ENOSYS;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1916  */
1917 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1918                 unsigned long align, unsigned long size)
1919 {
1920         /*
1921          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1922          * suggestion if the object is sufficiently large.
1923          *
1924          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1925          * alignment though. If that is greater then use it.
1926          */
1927         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1928                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1929                 while (size <= ralign / 2)
1930                         ralign /= 2;
1931                 align = max(align, ralign);
1932         }
1933
1934         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1935                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1936
1937         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1938 }
1939
1940 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1941                         struct kmem_cache_cpu *c)
1942 {
1943         c->page = NULL;
1944         c->freelist = NULL;
1945         c->node = 0;
1946         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1947         c->objsize = s->objsize;
1948 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
1949         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
1950 #endif
1951 }
1952
1953 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1954 {
1955         n->nr_partial = 0;
1956         spin_lock_init(&n->list_lock);
1957         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1958 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1959         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1960         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1961 #endif
1962 }
1963
1964 #ifdef CONFIG_SMP
1965 /*
1966  * Per cpu array for per cpu structures.
1967  *
1968  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1969  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1970  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1971  * beneficial for the kmalloc caches.
1972  *
1973  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1974  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1975  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1976  *
1977  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1978  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1979  */
1980 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1981
1982 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1983                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1984
1985 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1986 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1987
1988 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1989                                                         int cpu, gfp_t flags)
1990 {
1991         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1992
1993         if (c)
1994                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1995                                 (void *)c->freelist;
1996         else {
1997                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1998                 c = kmalloc_node(
1999                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
2000                         flags, cpu_to_node(cpu));
2001                 if (!c)
2002                         return NULL;
2003         }
2004
2005         init_kmem_cache_cpu(s, c);
2006         return c;
2007 }
2008
2009 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
2010 {
2011         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
2012                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
2013                 kfree(c);
2014                 return;
2015         }
2016         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
2017         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
2018 }
2019
2020 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2021 {
2022         int cpu;
2023
2024         for_each_online_cpu(cpu) {
2025                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2026
2027                 if (c) {
2028                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2029                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2030                 }
2031         }
2032 }
2033
2034 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2035 {
2036         int cpu;
2037
2038         for_each_online_cpu(cpu) {
2039                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2040
2041                 if (c)
2042                         continue;
2043
2044                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2045                 if (!c) {
2046                         free_kmem_cache_cpus(s);
2047                         return 0;
2048                 }
2049                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2050         }
2051         return 1;
2052 }
2053
2054 /*
2055  * Initialize the per cpu array.
2056  */
2057 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2058 {
2059         int i;
2060
2061         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
2062                 return;
2063
2064         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2065                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2066
2067         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
2068 }
2069
2070 static void __init init_alloc_cpu(void)
2071 {
2072         int cpu;
2073
2074         for_each_online_cpu(cpu)
2075                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2076   }
2077
2078 #else
2079 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2080 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2081
2082 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2083 {
2084         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2085         return 1;
2086 }
2087 #endif
2088
2089 #ifdef CONFIG_NUMA
2090 /*
2091  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2092  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2093  * possible.
2094  *
2095  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2096  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2097  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2098  */
2099 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2100                                                            int node)
2101 {
2102         struct page *page;
2103         struct kmem_cache_node *n;
2104         unsigned long flags;
2105
2106         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2107
2108         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2109
2110         BUG_ON(!page);
2111         if (page_to_nid(page) != node) {
2112                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2113                                 "node %d\n", node);
2114                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2115                                 "in order to be able to continue\n");
2116         }
2117
2118         n = page->freelist;
2119         BUG_ON(!n);
2120         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2121         page->inuse++;
2122         kmalloc_caches->node[node] = n;
2123 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2124         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2125         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2126 #endif
2127         init_kmem_cache_node(n);
2128         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node, page->objects);
2129
2130         /*
2131          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2132          * so even though there cannot be a race this early in
2133          * the boot sequence, we still disable irqs.
2134          */
2135         local_irq_save(flags);
2136         add_partial(n, page, 0);
2137         local_irq_restore(flags);
2138         return n;
2139 }
2140
2141 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2142 {
2143         int node;
2144
2145         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2146                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2147                 if (n && n != &s->local_node)
2148                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2149                 s->node[node] = NULL;
2150         }
2151 }
2152
2153 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2154 {
2155         int node;
2156         int local_node;
2157
2158         if (slab_state >= UP)
2159                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2160         else
2161                 local_node = 0;
2162
2163         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2164                 struct kmem_cache_node *n;
2165
2166                 if (local_node == node)
2167                         n = &s->local_node;
2168                 else {
2169                         if (slab_state == DOWN) {
2170                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2171                                                                 node);
2172                                 continue;
2173                         }
2174                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2175                                                         gfpflags, node);
2176
2177                         if (!n) {
2178                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2179                                 return 0;
2180                         }
2181
2182                 }
2183                 s->node[node] = n;
2184                 init_kmem_cache_node(n);
2185         }
2186         return 1;
2187 }
2188 #else
2189 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2190 {
2191 }
2192
2193 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2194 {
2195         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2196         return 1;
2197 }
2198 #endif
2199
2200 /*
2201  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2202  * a slab object.
2203  */
2204 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2205 {
2206         unsigned long flags = s->flags;
2207         unsigned long size = s->objsize;
2208         unsigned long align = s->align;
2209         int order;
2210
2211         /*
2212          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2213          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2214          * the possible location of the free pointer.
2215          */
2216         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2217
2218 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2219         /*
2220          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2221          * the slab may touch the object after free or before allocation
2222          * then we should never poison the object itself.
2223          */
2224         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2225                         !s->ctor)
2226                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2227         else
2228                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2229
2230
2231         /*
2232          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2233          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2234          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2235          */
2236         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2237                 size += sizeof(void *);
2238 #endif
2239
2240         /*
2241          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2242          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2243          */
2244         s->inuse = size;
2245
2246         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2247                 s->ctor)) {
2248                 /*
2249                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2250                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2251                  * kmem_cache_free.
2252                  *
2253                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2254                  * destructor or are poisoning the objects.
2255                  */
2256                 s->offset = size;
2257                 size += sizeof(void *);
2258         }
2259
2260 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2261         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2262                 /*
2263                  * Need to store information about allocs and frees after
2264                  * the object.
2265                  */
2266                 size += 2 * sizeof(struct track);
2267
2268         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2269                 /*
2270                  * Add some empty padding so that we can catch
2271                  * overwrites from earlier objects rather than let
2272                  * tracking information or the free pointer be
2273                  * corrupted if an user writes before the start
2274                  * of the object.
2275                  */
2276                 size += sizeof(void *);
2277 #endif
2278
2279         /*
2280          * Determine the alignment based on various parameters that the
2281          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2282          * on bootup.
2283          */
2284         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2285
2286         /*
2287          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2288          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2289          * each object to conform to the alignment.
2290          */
2291         size = ALIGN(size, align);
2292         s->size = size;
2293         if (forced_order >= 0)
2294                 order = forced_order;
2295         else
2296                 order = calculate_order(size);
2297
2298         if (order < 0)
2299                 return 0;
2300
2301         s->allocflags = 0;
2302         if (order)
2303                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2304
2305         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2306                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2307
2308         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2309                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2310
2311         /*
2312          * Determine the number of objects per slab
2313          */
2314         s->oo = oo_make(order, size);
2315         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2316         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2317                 s->max = s->oo;
2318
2319         return !!oo_objects(s->oo);
2320
2321 }
2322
2323 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2324                 const char *name, size_t size,
2325                 size_t align, unsigned long flags,
2326                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2327 {
2328         memset(s, 0, kmem_size);
2329         s->name = name;
2330         s->ctor = ctor;
2331         s->objsize = size;
2332         s->align = align;
2333         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2334
2335         if (!calculate_sizes(s, -1))
2336                 goto error;
2337
2338         s->refcount = 1;
2339 #ifdef CONFIG_NUMA
2340         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2341 #endif
2342         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2343                 goto error;
2344
2345         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2346                 return 1;
2347         free_kmem_cache_nodes(s);
2348 error:
2349         if (flags & SLAB_PANIC)
2350                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2351                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2352                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2353                         s->offset, flags);
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 /*
2358  * Check if a given pointer is valid
2359  */
2360 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2361 {
2362         struct page *page;
2363
2364         page = get_object_page(object);
2365
2366         if (!page || s != page->slab)
2367                 /* No slab or wrong slab */
2368                 return 0;
2369
2370         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2371                 return 0;
2372
2373         /*
2374          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2375          * But this would be too expensive and it seems that the main
2376          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2377          * to a certain slab.
2378          */
2379         return 1;
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2382
2383 /*
2384  * Determine the size of a slab object
2385  */
2386 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2387 {
2388         return s->objsize;
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2391
2392 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2393 {
2394         return s->name;
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2397
2398 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2399                                                         const char *text)
2400 {
2401 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2402         void *addr = page_address(page);
2403         void *p;
2404         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
2405
2406         bitmap_zero(map, page->objects);
2407         slab_err(s, page, "%s", text);
2408         slab_lock(page);
2409         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2410                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2411
2412         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2413
2414                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2415                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2416                                                         p, p - addr);
2417                         print_tracking(s, p);
2418                 }
2419         }
2420         slab_unlock(page);
2421 #endif
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2426  */
2427 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2428 {
2429         unsigned long flags;
2430         struct page *page, *h;
2431
2432         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2433         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2434                 if (!page->inuse) {
2435                         list_del(&page->lru);
2436                         discard_slab(s, page);
2437                         n->nr_partial--;
2438                 } else {
2439                         list_slab_objects(s, page,
2440                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2441                 }
2442         }
2443         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Release all resources used by a slab cache.
2448  */
2449 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2450 {
2451         int node;
2452
2453         flush_all(s);
2454
2455         /* Attempt to free all objects */
2456         free_kmem_cache_cpus(s);
2457         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2458                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2459
2460                 free_partial(s, n);
2461                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2462                         return 1;
2463         }
2464         free_kmem_cache_nodes(s);
2465         return 0;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2470  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2471  */
2472 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2473 {
2474         down_write(&slub_lock);
2475         s->refcount--;
2476         if (!s->refcount) {
2477                 list_del(&s->list);
2478                 up_write(&slub_lock);
2479                 if (kmem_cache_close(s)) {
2480                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2481                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2482                         dump_stack();
2483                 }
2484                 sysfs_slab_remove(s);
2485         } else
2486                 up_write(&slub_lock);
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2489
2490 /********************************************************************
2491  *              Kmalloc subsystem
2492  *******************************************************************/
2493
2494 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1] __cacheline_aligned;
2495 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2496
2497 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2498 {
2499         get_option(&str, &slub_min_order);
2500
2501         return 1;
2502 }
2503
2504 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2505
2506 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2507 {
2508         get_option(&str, &slub_max_order);
2509
2510         return 1;
2511 }
2512
2513 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2514
2515 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2516 {
2517         get_option(&str, &slub_min_objects);
2518
2519         return 1;
2520 }
2521
2522 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2523
2524 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2525 {
2526         slub_nomerge = 1;
2527         return 1;
2528 }
2529
2530 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2531
2532 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2533                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2534 {
2535         unsigned int flags = 0;
2536
2537         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2538                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2539
2540         down_write(&slub_lock);
2541         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2542                                                                 flags, NULL))
2543                 goto panic;
2544
2545         list_add(&s->list, &slab_caches);
2546         up_write(&slub_lock);
2547         if (sysfs_slab_add(s))
2548                 goto panic;
2549         return s;
2550
2551 panic:
2552         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2553 }
2554
2555 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2556 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT + 1];
2557
2558 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2559 {
2560         struct kmem_cache *s;
2561
2562         down_write(&slub_lock);
2563         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2564                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2565                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2566                         sysfs_slab_add(s);
2567                 }
2568         }
2569         up_write(&slub_lock);
2570 }
2571
2572 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2573
2574 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2575 {
2576         struct kmem_cache *s;
2577         char *text;
2578         size_t realsize;
2579
2580         s = kmalloc_caches_dma[index];
2581         if (s)
2582                 return s;
2583
2584         /* Dynamically create dma cache */
2585         if (flags & __GFP_WAIT)
2586                 down_write(&slub_lock);
2587         else {
2588                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2589                         goto out;
2590         }
2591
2592         if (kmalloc_caches_dma[index])
2593                 goto unlock_out;
2594
2595         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2596         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2597                          (unsigned int)realsize);
2598         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2599
2600         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2601                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2602                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2603                 kfree(s);
2604                 kfree(text);
2605                 goto unlock_out;
2606         }
2607
2608         list_add(&s->list, &slab_caches);
2609         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2610
2611         schedule_work(&sysfs_add_work);
2612
2613 unlock_out:
2614         up_write(&slub_lock);
2615 out:
2616         return kmalloc_caches_dma[index];
2617 }
2618 #endif
2619
2620 /*
2621  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2622  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2623  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2624  * fls.
2625  */
2626 static s8 size_index[24] = {
2627         3,      /* 8 */
2628         4,      /* 16 */
2629         5,      /* 24 */
2630         5,      /* 32 */
2631         6,      /* 40 */
2632         6,      /* 48 */
2633         6,      /* 56 */
2634         6,      /* 64 */
2635         1,      /* 72 */
2636         1,      /* 80 */
2637         1,      /* 88 */
2638         1,      /* 96 */
2639         7,      /* 104 */
2640         7,      /* 112 */
2641         7,      /* 120 */
2642         7,      /* 128 */
2643         2,      /* 136 */
2644         2,      /* 144 */
2645         2,      /* 152 */
2646         2,      /* 160 */
2647         2,      /* 168 */
2648         2,      /* 176 */
2649         2,      /* 184 */
2650         2       /* 192 */
2651 };
2652
2653 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2654 {
2655         int index;
2656
2657         if (size <= 192) {
2658                 if (!size)
2659                         return ZERO_SIZE_PTR;
2660
2661                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2662         } else
2663                 index = fls(size - 1);
2664
2665 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2666         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2667                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2668
2669 #endif
2670         return &kmalloc_caches[index];
2671 }
2672
2673 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2674 {
2675         struct kmem_cache *s;
2676
2677         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2678                 return kmalloc_large(size, flags);
2679
2680         s = get_slab(size, flags);
2681
2682         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2683                 return s;
2684
2685         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2686 }
2687 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2688
2689 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2690 {
2691         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2692                                                 get_order(size));
2693
2694         if (page)
2695                 return page_address(page);
2696         else
2697                 return NULL;
2698 }
2699
2700 #ifdef CONFIG_NUMA
2701 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2702 {
2703         struct kmem_cache *s;
2704
2705         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2706                 return kmalloc_large_node(size, flags, node);
2707
2708         s = get_slab(size, flags);
2709
2710         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2711                 return s;
2712
2713         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2714 }
2715 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2716 #endif
2717
2718 size_t ksize(const void *object)
2719 {
2720         struct page *page;
2721         struct kmem_cache *s;
2722
2723         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2724                 return 0;
2725
2726         page = virt_to_head_page(object);
2727
2728         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2729                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2730
2731         s = page->slab;
2732
2733 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2734         /*
2735          * Debugging requires use of the padding between object
2736          * and whatever may come after it.
2737          */
2738         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2739                 return s->objsize;
2740
2741 #endif
2742         /*
2743          * If we have the need to store the freelist pointer
2744          * back there or track user information then we can
2745          * only use the space before that information.
2746          */
2747         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2748                 return s->inuse;
2749         /*
2750          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2751          */
2752         return s->size;
2753 }
2754 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2755
2756 void kfree(const void *x)
2757 {
2758         struct page *page;
2759         void *object = (void *)x;
2760
2761         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2762                 return;
2763
2764         page = virt_to_head_page(x);
2765         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2766                 put_page(page);
2767                 return;
2768         }
2769         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2770 }
2771 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2772
2773 /*
2774  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2775  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2776  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2777  * and thus they can be removed from the partial lists.
2778  *
2779  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2780  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2781  * are freed in them.
2782  */
2783 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2784 {
2785         int node;
2786         int i;
2787         struct kmem_cache_node *n;
2788         struct page *page;
2789         struct page *t;
2790         int objects = oo_objects(s->max);
2791         struct list_head *slabs_by_inuse =
2792                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2793         unsigned long flags;
2794
2795         if (!slabs_by_inuse)
2796                 return -ENOMEM;
2797
2798         flush_all(s);
2799         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2800                 n = get_node(s, node);
2801
2802                 if (!n->nr_partial)
2803                         continue;
2804
2805                 for (i = 0; i < objects; i++)
2806                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2807
2808                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2809
2810                 /*
2811                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2812                  *
2813                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2814                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2815                  */
2816                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2817                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2818                                 /*
2819                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2820                                  * may have freed the last object and be
2821                                  * waiting to release the slab.
2822                                  */
2823                                 list_del(&page->lru);
2824                                 n->nr_partial--;
2825                                 slab_unlock(page);
2826                                 discard_slab(s, page);
2827                         } else {
2828                                 list_move(&page->lru,
2829                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2830                         }
2831                 }
2832
2833                 /*
2834                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2835                  * first and the least used slabs at the end.
2836                  */
2837                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2838                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2839
2840                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2841         }
2842
2843         kfree(slabs_by_inuse);
2844         return 0;
2845 }
2846 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2847
2848 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2849 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2850 {
2851         struct kmem_cache *s;
2852
2853         down_read(&slub_lock);
2854         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2855                 kmem_cache_shrink(s);
2856         up_read(&slub_lock);
2857
2858         return 0;
2859 }
2860
2861 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2862 {
2863         struct kmem_cache_node *n;
2864         struct kmem_cache *s;
2865         struct memory_notify *marg = arg;
2866         int offline_node;
2867
2868         offline_node = marg->status_change_nid;
2869
2870         /*
2871          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2872          * for it yet.
2873          */
2874         if (offline_node < 0)
2875                 return;
2876
2877         down_read(&slub_lock);
2878         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2879                 n = get_node(s, offline_node);
2880                 if (n) {
2881                         /*
2882                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2883                          * that is going down. We were unable to free them,
2884                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2885                          * callback. So, we must fail.
2886                          */
2887                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2888
2889                         s->node[offline_node] = NULL;
2890                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2891                 }
2892         }
2893         up_read(&slub_lock);
2894 }
2895
2896 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2897 {
2898         struct kmem_cache_node *n;
2899         struct kmem_cache *s;
2900         struct memory_notify *marg = arg;
2901         int nid = marg->status_change_nid;
2902         int ret = 0;
2903
2904         /*
2905          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2906          * already created. Nothing to do.
2907          */
2908         if (nid < 0)
2909                 return 0;
2910
2911         /*
2912          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2913          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2914          * online.
2915          */
2916         down_read(&slub_lock);
2917         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2918                 /*
2919                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2920                  *      since memory is not yet available from the node that
2921                  *      is brought up.
2922                  */
2923                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2924                 if (!n) {
2925                         ret = -ENOMEM;
2926                         goto out;
2927                 }
2928                 init_kmem_cache_node(n);
2929                 s->node[nid] = n;
2930         }
2931 out:
2932         up_read(&slub_lock);
2933         return ret;
2934 }
2935
2936 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2937                                 unsigned long action, void *arg)
2938 {
2939         int ret = 0;
2940
2941         switch (action) {
2942         case MEM_GOING_ONLINE:
2943                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2944                 break;
2945         case MEM_GOING_OFFLINE:
2946                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2947                 break;
2948         case MEM_OFFLINE:
2949         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2950                 slab_mem_offline_callback(arg);
2951                 break;
2952         case MEM_ONLINE:
2953         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2954                 break;
2955         }
2956
2957         ret = notifier_from_errno(ret);
2958         return ret;
2959 }
2960
2961 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2962
2963 /********************************************************************
2964  *                      Basic setup of slabs
2965  *******************************************************************/
2966
2967 void __init kmem_cache_init(void)
2968 {
2969         int i;
2970         int caches = 0;
2971
2972         init_alloc_cpu();
2973
2974 #ifdef CONFIG_NUMA
2975         /*
2976          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2977          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2978          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2979          */
2980         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2981                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2982         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2983         caches++;
2984
2985         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2986 #endif
2987
2988         /* Able to allocate the per node structures */
2989         slab_state = PARTIAL;
2990
2991         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2992         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2993                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2994                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2995                 caches++;
2996         }
2997         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2998                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2999                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
3000                 caches++;
3001         }
3002
3003         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++) {
3004                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
3005                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
3006                 caches++;
3007         }
3008
3009
3010         /*
3011          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3012          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3013          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3014          *
3015          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3016          * handle the index determination for the smaller caches.
3017          *
3018          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3019          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3020          */
3021         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3022                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3023
3024         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
3025                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3026
3027         slab_state = UP;
3028
3029         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3030         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++)
3031                 kmalloc_caches[i]. name =
3032                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
3033
3034 #ifdef CONFIG_SMP
3035         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3036         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
3037                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
3038 #else
3039         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
3040 #endif
3041
3042         printk(KERN_INFO
3043                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3044                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3045                 caches, cache_line_size(),
3046                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3047                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3048 }
3049
3050 /*
3051  * Find a mergeable slab cache
3052  */
3053 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3054 {
3055         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3056                 return 1;
3057
3058         if (s->ctor)
3059                 return 1;
3060
3061         /*
3062          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3063          */
3064         if (s->refcount < 0)
3065                 return 1;
3066
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3071                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3072                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3073 {
3074         struct kmem_cache *s;
3075
3076         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3077                 return NULL;
3078
3079         if (ctor)
3080                 return NULL;
3081
3082         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3083         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3084         size = ALIGN(size, align);
3085         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3086
3087         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3088                 if (slab_unmergeable(s))
3089                         continue;
3090
3091                 if (size > s->size)
3092                         continue;
3093
3094                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3095                                 continue;
3096                 /*
3097                  * Check if alignment is compatible.
3098                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3099                  */
3100                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3101                         continue;
3102
3103                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3104                         continue;
3105
3106                 return s;
3107         }
3108         return NULL;
3109 }
3110
3111 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3112                 size_t align, unsigned long flags,
3113                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3114 {
3115         struct kmem_cache *s;
3116
3117         down_write(&slub_lock);
3118         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3119         if (s) {
3120                 int cpu;
3121
3122                 s->refcount++;
3123                 /*
3124                  * Adjust the object sizes so that we clear
3125                  * the complete object on kzalloc.
3126                  */
3127                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3128
3129                 /*
3130                  * And then we need to update the object size in the
3131                  * per cpu structures
3132                  */
3133                 for_each_online_cpu(cpu)
3134                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3135
3136                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3137                 up_write(&slub_lock);
3138
3139                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
3140                         goto err;
3141                 return s;
3142         }
3143
3144         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3145         if (s) {
3146                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3147                                 size, align, flags, ctor)) {
3148                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3149                         up_write(&slub_lock);
3150                         if (sysfs_slab_add(s))
3151                                 goto err;
3152                         return s;
3153                 }
3154                 kfree(s);
3155         }
3156         up_write(&slub_lock);
3157
3158 err:
3159         if (flags & SLAB_PANIC)
3160                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3161         else
3162                 s = NULL;
3163         return s;
3164 }
3165 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3166
3167 #ifdef CONFIG_SMP
3168 /*
3169  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3170  * necessary.
3171  */
3172 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3173                 unsigned long action, void *hcpu)
3174 {
3175         long cpu = (long)hcpu;
3176         struct kmem_cache *s;
3177         unsigned long flags;
3178
3179         switch (action) {
3180         case CPU_UP_PREPARE:
3181         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3182                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3183                 down_read(&slub_lock);
3184                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3185                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3186                                                         GFP_KERNEL);
3187                 up_read(&slub_lock);
3188                 break;
3189
3190         case CPU_UP_CANCELED:
3191         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3192         case CPU_DEAD:
3193         case CPU_DEAD_FROZEN:
3194                 down_read(&slub_lock);
3195                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3196                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3197
3198                         local_irq_save(flags);
3199                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3200                         local_irq_restore(flags);
3201                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3202                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3203                 }
3204                 up_read(&slub_lock);
3205                 break;
3206         default:
3207                 break;
3208         }
3209         return NOTIFY_OK;
3210 }
3211
3212 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3213         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3214 };
3215
3216 #endif
3217
3218 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3219 {
3220         struct kmem_cache *s;
3221
3222         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3223                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3224
3225         s = get_slab(size, gfpflags);
3226
3227         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3228                 return s;
3229
3230         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3231 }
3232
3233 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3234                                         int node, void *caller)
3235 {
3236         struct kmem_cache *s;
3237
3238         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3239                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3240
3241         s = get_slab(size, gfpflags);
3242
3243         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3244                 return s;
3245
3246         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3247 }
3248
3249 #if (defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)) || defined(CONFIG_SLABINFO)
3250 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
3251                                         int (*get_count)(struct page *))
3252 {
3253         unsigned long flags;
3254         unsigned long x = 0;
3255         struct page *page;
3256
3257         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3258         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3259                 x += get_count(page);
3260         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3261         return x;
3262 }
3263
3264 static int count_inuse(struct page *page)
3265 {
3266         return page->inuse;
3267 }
3268
3269 static int count_total(struct page *page)
3270 {
3271         return page->objects;
3272 }
3273
3274 static int count_free(struct page *page)
3275 {
3276         return page->objects - page->inuse;
3277 }
3278 #endif
3279
3280 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3281 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3282                                                 unsigned long *map)
3283 {
3284         void *p;
3285         void *addr = page_address(page);
3286
3287         if (!check_slab(s, page) ||
3288                         !on_freelist(s, page, NULL))
3289                 return 0;
3290
3291         /* Now we know that a valid freelist exists */
3292         bitmap_zero(map, page->objects);
3293
3294         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3295                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3296                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3297                         return 0;
3298         }
3299
3300         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3301                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3302                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3303                                 return 0;
3304         return 1;
3305 }
3306
3307 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3308                                                 unsigned long *map)
3309 {
3310         if (slab_trylock(page)) {
3311                 validate_slab(s, page, map);
3312                 slab_unlock(page);
3313         } else
3314                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3315                         s->name, page);
3316
3317         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3318                 if (!SlabDebug(page))
3319                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3320                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3321         } else {
3322                 if (SlabDebug(page))
3323                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3324                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3325         }
3326 }
3327
3328 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3329                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3330 {
3331         unsigned long count = 0;
3332         struct page *page;
3333         unsigned long flags;
3334
3335         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3336
3337         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3338                 validate_slab_slab(s, page, map);
3339                 count++;
3340         }
3341         if (count != n->nr_partial)
3342                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3343                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3344
3345         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3346                 goto out;
3347
3348         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3349                 validate_slab_slab(s, page, map);
3350                 count++;
3351         }
3352         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3353                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3354                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3355                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3356
3357 out:
3358         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3359         return count;
3360 }
3361
3362 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3363 {
3364         int node;
3365         unsigned long count = 0;
3366         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3367                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3368
3369         if (!map)
3370                 return -ENOMEM;
3371
3372         flush_all(s);
3373         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3374                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3375
3376                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3377         }
3378         kfree(map);
3379         return count;
3380 }
3381
3382 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3383 static void resiliency_test(void)
3384 {
3385         u8 *p;
3386
3387         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3388         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3389         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3390
3391         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3392         p[16] = 0x12;
3393         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3394                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3395
3396         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3397
3398         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3399         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3400         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3401         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3402                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3403         printk(KERN_ERR
3404                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3405
3406         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3407         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3408         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3409         *p = 0x56;
3410         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3411                                                                         p);
3412         printk(KERN_ERR
3413                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3414         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3415
3416         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3417         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3418         kfree(p);
3419         *p = 0x78;
3420         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3421         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3422
3423         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3424         kfree(p);
3425         p[50] = 0x9a;
3426         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3427                         p);
3428         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3429
3430         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3431         kfree(p);
3432         p[512] = 0xab;
3433         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3434         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3435 }
3436 #else
3437 static void resiliency_test(void) {};
3438 #endif
3439
3440 /*
3441  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3442  * and freed.
3443  */
3444
3445 struct location {
3446         unsigned long count;
3447         void *addr;
3448         long long sum_time;
3449         long min_time;
3450         long max_time;
3451         long min_pid;
3452         long max_pid;
3453         cpumask_t cpus;
3454         nodemask_t nodes;
3455 };
3456
3457 struct loc_track {
3458         unsigned long max;
3459         unsigned long count;
3460         struct location *loc;
3461 };
3462
3463 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3464 {
3465         if (t->max)
3466                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3467                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3468 }
3469
3470 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3471 {
3472         struct location *l;
3473         int order;
3474
3475         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3476
3477         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3478         if (!l)
3479                 return 0;
3480
3481         if (t->count) {
3482                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3483                 free_loc_track(t);
3484         }
3485         t->max = max;
3486         t->loc = l;
3487         return 1;
3488 }
3489
3490 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3491                                 const struct track *track)
3492 {
3493         long start, end, pos;
3494         struct location *l;
3495         void *caddr;
3496         unsigned long age = jiffies - track->when;
3497
3498         start = -1;
3499         end = t->count;
3500
3501         for ( ; ; ) {
3502                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3503
3504                 /*
3505                  * There is nothing at "end". If we end up there
3506                  * we need to add something to before end.
3507                  */
3508                 if (pos == end)
3509                         break;
3510
3511                 caddr = t->loc[pos].addr;
3512                 if (track->addr == caddr) {
3513
3514                         l = &t->loc[pos];
3515                         l->count++;
3516                         if (track->when) {
3517                                 l->sum_time += age;
3518                                 if (age < l->min_time)
3519                                         l->min_time = age;
3520                                 if (age > l->max_time)
3521                                         l->max_time = age;
3522
3523                                 if (track->pid < l->min_pid)
3524                                         l->min_pid = track->pid;
3525                                 if (track->pid > l->max_pid)
3526                                         l->max_pid = track->pid;
3527
3528                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3529                         }
3530                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3531                         return 1;
3532                 }
3533
3534                 if (track->addr < caddr)
3535                         end = pos;
3536                 else
3537                         start = pos;
3538         }
3539
3540         /*
3541          * Not found. Insert new tracking element.
3542          */
3543         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3544                 return 0;
3545
3546         l = t->loc + pos;
3547         if (pos < t->count)
3548                 memmove(l + 1, l,
3549                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3550         t->count++;
3551         l->count = 1;
3552         l->addr = track->addr;
3553         l->sum_time = age;
3554         l->min_time = age;
3555         l->max_time = age;
3556         l->min_pid = track->pid;
3557         l->max_pid = track->pid;
3558         cpus_clear(l->cpus);
3559         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3560         nodes_clear(l->nodes);
3561         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3562         return 1;
3563 }
3564
3565 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3566                 struct page *page, enum track_item alloc)
3567 {
3568         void *addr = page_address(page);
3569         DECLARE_BITMAP(map, page->objects);
3570         void *p;
3571
3572         bitmap_zero(map, page->objects);
3573         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3574                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3575
3576         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3577                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3578                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3579 }
3580
3581 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3582                                         enum track_item alloc)
3583 {
3584         int len = 0;
3585         unsigned long i;
3586         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3587         int node;
3588
3589         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3590                         GFP_TEMPORARY))
3591                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3592
3593         /* Push back cpu slabs */
3594         flush_all(s);
3595
3596         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3597                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3598                 unsigned long flags;
3599                 struct page *page;
3600
3601                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3602                         continue;
3603
3604                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3605                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3606                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3607                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3608                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3609                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3610         }
3611
3612         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3613                 struct location *l = &t.loc[i];
3614
3615                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3616                         break;
3617                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3618
3619                 if (l->addr)
3620                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3621                 else
3622                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3623
3624                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3625                         unsigned long remainder;
3626
3627                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3628                         l->min_time,
3629                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
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 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3643                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3644                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3645                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3646                                         l->cpus);
3647                 }
3648
3649                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3650                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3651                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3652                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3653                                         l->nodes);
3654                 }
3655
3656                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3657         }
3658
3659         free_loc_track(&t);
3660         if (!t.count)
3661                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3662         return len;
3663 }
3664
3665 enum slab_stat_type {
3666         SL_ALL,                 /* All slabs */
3667         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3668         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3669         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3670         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3671 };
3672
3673 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3674 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3675 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3676 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3677 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3678
3679 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3680                             char *buf, unsigned long flags)
3681 {
3682         unsigned long total = 0;
3683         int node;
3684         int x;
3685         unsigned long *nodes;
3686         unsigned long *per_cpu;
3687
3688         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3689         if (!nodes)
3690                 return -ENOMEM;
3691         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3692
3693         if (flags & SO_CPU) {
3694                 int cpu;
3695
3696                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3697                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3698
3699                         if (!c || c->node < 0)
3700                                 continue;
3701
3702                         if (c->page) {
3703                                         if (flags & SO_TOTAL)
3704                                                 x = c->page->objects;
3705                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3706                                         x = c->page->inuse;
3707                                 else
3708                                         x = 1;
3709
3710                                 total += x;
3711                                 nodes[c->node] += x;
3712                         }
3713                         per_cpu[c->node]++;
3714                 }
3715         }
3716
3717         if (flags & SO_ALL) {
3718                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3719                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3720
3721                 if (flags & SO_TOTAL)
3722                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3723                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3724                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3725                                 count_partial(n, count_free);
3726
3727                         else
3728                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3729                         total += x;
3730                         nodes[node] += x;
3731                 }
3732
3733         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3734                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3735                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3736
3737                         if (flags & SO_TOTAL)
3738                                 x = count_partial(n, count_total);
3739                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3740                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3741                         else
3742                                 x = n->nr_partial;
3743                         total += x;
3744                         nodes[node] += x;
3745                 }
3746         }
3747         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3748 #ifdef CONFIG_NUMA
3749         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3750                 if (nodes[node])
3751                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3752                                         node, nodes[node]);
3753 #endif
3754         kfree(nodes);
3755         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3756 }
3757
3758 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3759 {
3760         int node;
3761
3762         for_each_online_node(node) {
3763                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3764
3765                 if (!n)
3766                         continue;
3767
3768                 if (atomic_read(&n->total_objects))
3769                         return 1;
3770         }
3771         return 0;
3772 }
3773
3774 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3775 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3776
3777 struct slab_attribute {
3778         struct attribute attr;
3779         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3780         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3781 };
3782
3783 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3784         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3785
3786 #define SLAB_ATTR(_name) \
3787         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3788         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3789
3790 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3791 {
3792         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3793 }
3794 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3795
3796 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3797 {
3798         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3799 }
3800 SLAB_ATTR_RO(align);
3801
3802 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3803 {
3804         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3805 }
3806 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3807
3808 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3809 {
3810         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3811 }
3812 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3813
3814 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3815                                 const char *buf, size_t length)
3816 {
3817         int order = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3818
3819         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3820                 return -EINVAL;
3821
3822         calculate_sizes(s, order);
3823         return length;
3824 }
3825
3826 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3827 {
3828         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3829 }
3830 SLAB_ATTR(order);
3831
3832 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3833 {
3834         if (s->ctor) {
3835                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3836
3837                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3838         }
3839         return 0;
3840 }
3841 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3842
3843 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3844 {
3845         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3846 }
3847 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3848
3849 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3850 {
3851         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3852 }
3853 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3854
3855 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3856 {
3857         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3858 }
3859 SLAB_ATTR_RO(partial);
3860
3861 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3862 {
3863         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3864 }
3865 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3866
3867 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3868 {
3869         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3870 }
3871 SLAB_ATTR_RO(objects);
3872
3873 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3874 {
3875         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
3876 }
3877 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
3878
3879 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3880 {
3881         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
3882 }
3883 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
3884
3885 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3886 {
3887         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3888 }
3889
3890 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3891                                 const char *buf, size_t length)
3892 {
3893         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3894         if (buf[0] == '1')
3895                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3896         return length;
3897 }
3898 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3899
3900 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3901 {
3902         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3903 }
3904
3905 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3906                                                         size_t length)
3907 {
3908         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3909         if (buf[0] == '1')
3910                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3911         return length;
3912 }
3913 SLAB_ATTR(trace);
3914
3915 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3916 {
3917         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3918 }
3919
3920 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3921                                 const char *buf, size_t length)
3922 {
3923         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3924         if (buf[0] == '1')
3925                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3926         return length;
3927 }
3928 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3929
3930 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3931 {
3932         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3933 }
3934 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3935
3936 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3937 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3938 {
3939         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3940 }
3941 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3942 #endif
3943
3944 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3945 {
3946         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3947 }
3948 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3949
3950 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3951 {
3952         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3953 }
3954
3955 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3956                                 const char *buf, size_t length)
3957 {
3958         if (any_slab_objects(s))
3959                 return -EBUSY;
3960
3961         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3962         if (buf[0] == '1')
3963                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3964         calculate_sizes(s, -1);
3965         return length;
3966 }
3967 SLAB_ATTR(red_zone);
3968
3969 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3970 {
3971         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3972 }
3973
3974 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3975                                 const char *buf, size_t length)
3976 {
3977         if (any_slab_objects(s))
3978                 return -EBUSY;
3979
3980         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3981         if (buf[0] == '1')
3982                 s->flags |= SLAB_POISON;
3983         calculate_sizes(s, -1);
3984         return length;
3985 }
3986 SLAB_ATTR(poison);
3987
3988 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3989 {
3990         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3991 }
3992
3993 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3994                                 const char *buf, size_t length)
3995 {
3996         if (any_slab_objects(s))
3997                 return -EBUSY;
3998
3999         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4000         if (buf[0] == '1')
4001                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4002         calculate_sizes(s, -1);
4003         return length;
4004 }
4005 SLAB_ATTR(store_user);
4006
4007 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4008 {
4009         return 0;
4010 }
4011
4012 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4013                         const char *buf, size_t length)
4014 {
4015         int ret = -EINVAL;
4016
4017         if (buf[0] == '1') {
4018                 ret = validate_slab_cache(s);
4019                 if (ret >= 0)
4020                         ret = length;
4021         }
4022         return ret;
4023 }
4024 SLAB_ATTR(validate);
4025
4026 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4027 {
4028         return 0;
4029 }
4030
4031 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4032                         const char *buf, size_t length)
4033 {
4034         if (buf[0] == '1') {
4035                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4036
4037                 if (rc)
4038                         return rc;
4039         } else
4040                 return -EINVAL;
4041         return length;
4042 }
4043 SLAB_ATTR(shrink);
4044
4045 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4046 {
4047         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4048                 return -ENOSYS;
4049         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4050 }
4051 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4052
4053 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4054 {
4055         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4056                 return -ENOSYS;
4057         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4058 }
4059 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4060
4061 #ifdef CONFIG_NUMA
4062 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4063 {
4064         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4065 }
4066
4067 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4068                                 const char *buf, size_t length)
4069 {
4070         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
4071
4072         if (n < 100)
4073                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
4074         return length;
4075 }
4076 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4077 #endif
4078
4079 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4080 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4081 {
4082         unsigned long sum  = 0;
4083         int cpu;
4084         int len;
4085         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4086
4087         if (!data)
4088                 return -ENOMEM;
4089
4090         for_each_online_cpu(cpu) {
4091                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4092
4093                 data[cpu] = x;
4094                 sum += x;
4095         }
4096
4097         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4098
4099 #ifdef CONFIG_SMP
4100         for_each_online_cpu(cpu) {
4101                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4102                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4103         }
4104 #endif
4105         kfree(data);
4106         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4107 }
4108
4109 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4110 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4111 {                                                               \
4112         return show_stat(s, buf, si);                           \
4113 }                                                               \
4114 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4115
4116 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4117 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4118 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4119 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4120 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4121 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4122 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4123 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4124 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4125 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4126 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4127 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4128 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4129 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4130 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4131 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4132 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4133 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4134 #endif
4135
4136 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4137         &slab_size_attr.attr,
4138         &object_size_attr.attr,
4139         &objs_per_slab_attr.attr,
4140         &order_attr.attr,
4141         &objects_attr.attr,
4142         &objects_partial_attr.attr,
4143         &total_objects_attr.attr,
4144         &slabs_attr.attr,
4145         &partial_attr.attr,
4146         &cpu_slabs_attr.attr,
4147         &ctor_attr.attr,
4148         &aliases_attr.attr,
4149         &align_attr.attr,
4150         &sanity_checks_attr.attr,
4151         &trace_attr.attr,
4152         &hwcache_align_attr.attr,
4153         &reclaim_account_attr.attr,
4154         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4155         &red_zone_attr.attr,
4156         &poison_attr.attr,
4157         &store_user_attr.attr,
4158         &validate_attr.attr,
4159         &shrink_attr.attr,
4160         &alloc_calls_attr.attr,
4161         &free_calls_attr.attr,
4162 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4163         &cache_dma_attr.attr,
4164 #endif
4165 #ifdef CONFIG_NUMA
4166         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4167 #endif
4168 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4169         &alloc_fastpath_attr.attr,
4170         &alloc_slowpath_attr.attr,
4171         &free_fastpath_attr.attr,
4172         &free_slowpath_attr.attr,
4173         &free_frozen_attr.attr,
4174         &free_add_partial_attr.attr,
4175         &free_remove_partial_attr.attr,
4176         &alloc_from_partial_attr.attr,
4177         &alloc_slab_attr.attr,
4178         &alloc_refill_attr.attr,
4179         &free_slab_attr.attr,
4180         &cpuslab_flush_attr.attr,
4181         &deactivate_full_attr.attr,
4182         &deactivate_empty_attr.attr,
4183         &deactivate_to_head_attr.attr,
4184         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4185         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4186         &order_fallback_attr.attr,
4187 #endif
4188         NULL
4189 };
4190
4191 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4192         .attrs = slab_attrs,
4193 };
4194
4195 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4196                                 struct attribute *attr,
4197                                 char *buf)
4198 {
4199         struct slab_attribute *attribute;
4200         struct kmem_cache *s;
4201         int err;
4202
4203         attribute = to_slab_attr(attr);
4204         s = to_slab(kobj);
4205
4206         if (!attribute->show)
4207                 return -EIO;
4208
4209         err = attribute->show(s, buf);
4210
4211         return err;
4212 }
4213
4214 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4215                                 struct attribute *attr,
4216                                 const char *buf, size_t len)
4217 {
4218         struct slab_attribute *attribute;
4219         struct kmem_cache *s;
4220         int err;
4221
4222         attribute = to_slab_attr(attr);
4223         s = to_slab(kobj);
4224
4225         if (!attribute->store)
4226                 return -EIO;
4227
4228         err = attribute->store(s, buf, len);
4229
4230         return err;
4231 }
4232
4233 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4234 {
4235         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4236
4237         kfree(s);
4238 }
4239
4240 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4241         .show = slab_attr_show,
4242         .store = slab_attr_store,
4243 };
4244
4245 static struct kobj_type slab_ktype = {
4246         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4247         .release = kmem_cache_release
4248 };
4249
4250 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4251 {
4252         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4253
4254         if (ktype == &slab_ktype)
4255                 return 1;
4256         return 0;
4257 }
4258
4259 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4260         .filter = uevent_filter,
4261 };
4262
4263 static struct kset *slab_kset;
4264
4265 #define ID_STR_LENGTH 64
4266
4267 /* Create a unique string id for a slab cache:
4268  *
4269  * Format       :[flags-]size
4270  */
4271 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4272 {
4273         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4274         char *p = name;
4275
4276         BUG_ON(!name);
4277
4278         *p++ = ':';
4279         /*
4280          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4281          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4282          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4283          * are matched during merging to guarantee that the id is
4284          * unique.
4285          */
4286         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4287                 *p++ = 'd';
4288         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4289                 *p++ = 'a';
4290         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4291                 *p++ = 'F';
4292         if (p != name + 1)