slub: reduce differences between SMP and NUMA
[linux-flexiantxendom0.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/swap.h> /* struct reclaim_state */
13 #include <linux/module.h>
14 #include <linux/bit_spinlock.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/slab.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/kmemcheck.h>
21 #include <linux/cpu.h>
22 #include <linux/cpuset.h>
23 #include <linux/mempolicy.h>
24 #include <linux/ctype.h>
25 #include <linux/debugobjects.h>
26 #include <linux/kallsyms.h>
27 #include <linux/memory.h>
28 #include <linux/math64.h>
29 #include <linux/fault-inject.h>
30
31 /*
32  * Lock order:
33  *   1. slab_lock(page)
34  *   2. slab->list_lock
35  *
36  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
37  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
38  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
39  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
40  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
41  *   the page_struct of the slab.
42  *
43  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
44  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
45  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
46  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
47  *   modified without taking the list lock).
48  *
49  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
50  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
51  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
52  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
53  *   the list lock.
54  *
55  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
56  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
57  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
58  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
59  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
60  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
61  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
62  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
63  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
64  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
65  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
66  *   no danger of cacheline contention.
67  *
68  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
69  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
70  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
71  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
72  *
73  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
74  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
75  *
76  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
77  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
78  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
79  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
80  * cannot scan all objects.
81  *
82  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
83  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
84  * fast frees and allocs.
85  *
86  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
87  *
88  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
89  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
90  *                      such as satisfying allocations for a specific
91  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
92  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
93  *                      list operations. It is up to the processor holding
94  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
95  *                      when the slab is no longer needed.
96  *
97  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
98  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
99  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
100  *                      freelist that allows lockless access to
101  *                      free objects in addition to the regular freelist
102  *                      that requires the slab lock.
103  *
104  * PageError            Slab requires special handling due to debug
105  *                      options set. This moves slab handling out of
106  *                      the fast path and disables lockless freelists.
107  */
108
109 #define SLAB_DEBUG_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
110                 SLAB_TRACE | SLAB_DEBUG_FREE)
111
112 static inline int kmem_cache_debug(struct kmem_cache *s)
113 {
114 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
115         return unlikely(s->flags & SLAB_DEBUG_FLAGS);
116 #else
117         return 0;
118 #endif
119 }
120
121 /*
122  * Issues still to be resolved:
123  *
124  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
125  *
126  * - Variable sizing of the per node arrays
127  */
128
129 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
130 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
131
132 /*
133  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
134  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
135  */
136 #define MIN_PARTIAL 5
137
138 /*
139  * Maximum number of desirable partial slabs.
140  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
141  * sort the partial list by the number of objects in the.
142  */
143 #define MAX_PARTIAL 10
144
145 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
146                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
147
148 /*
149  * Debugging flags that require metadata to be stored in the slab.  These get
150  * disabled when slub_debug=O is used and a cache's min order increases with
151  * metadata.
152  */
153 #define DEBUG_METADATA_FLAGS (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
154
155 /*
156  * Set of flags that will prevent slab merging
157  */
158 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
159                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_NOLEAKTRACE | \
160                 SLAB_FAILSLAB)
161
162 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
163                 SLAB_CACHE_DMA | SLAB_NOTRACK)
164
165 #define OO_SHIFT        16
166 #define OO_MASK         ((1 << OO_SHIFT) - 1)
167 #define MAX_OBJS_PER_PAGE       65535 /* since page.objects is u16 */
168
169 /* Internal SLUB flags */
170 #define __OBJECT_POISON         0x80000000UL /* Poison object */
171
172 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
173
174 #ifdef CONFIG_SMP
175 static struct notifier_block slab_notifier;
176 #endif
177
178 static enum {
179         DOWN,           /* No slab functionality available */
180         PARTIAL,        /* Kmem_cache_node works */
181         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
182         SYSFS           /* Sysfs up */
183 } slab_state = DOWN;
184
185 /* A list of all slab caches on the system */
186 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
187 static LIST_HEAD(slab_caches);
188
189 /*
190  * Tracking user of a slab.
191  */
192 struct track {
193         unsigned long addr;     /* Called from address */
194         int cpu;                /* Was running on cpu */
195         int pid;                /* Pid context */
196         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
197 };
198
199 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
200
201 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
202 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
203 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
204 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
205
206 #else
207 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
208 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
209                                                         { return 0; }
210 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
211 {
212         kfree(s->name);
213         kfree(s);
214 }
215
216 #endif
217
218 static inline void stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
219 {
220 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
221         __this_cpu_inc(s->cpu_slab->stat[si]);
222 #endif
223 }
224
225 /********************************************************************
226  *                      Core slab cache functions
227  *******************************************************************/
228
229 int slab_is_available(void)
230 {
231         return slab_state >= UP;
232 }
233
234 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
235 {
236         return s->node[node];
237 }
238
239 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
240 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
241                                 struct page *page, const void *object)
242 {
243         void *base;
244
245         if (!object)
246                 return 1;
247
248         base = page_address(page);
249         if (object < base || object >= base + page->objects * s->size ||
250                 (object - base) % s->size) {
251                 return 0;
252         }
253
254         return 1;
255 }
256
257 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
258 {
259         return *(void **)(object + s->offset);
260 }
261
262 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
263 {
264         *(void **)(object + s->offset) = fp;
265 }
266
267 /* Loop over all objects in a slab */
268 #define for_each_object(__p, __s, __addr, __objects) \
269         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__objects) * (__s)->size;\
270                         __p += (__s)->size)
271
272 /* Scan freelist */
273 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
274         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
275
276 /* Determine object index from a given position */
277 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
278 {
279         return (p - addr) / s->size;
280 }
281
282 static inline struct kmem_cache_order_objects oo_make(int order,
283                                                 unsigned long size)
284 {
285         struct kmem_cache_order_objects x = {
286                 (order << OO_SHIFT) + (PAGE_SIZE << order) / size
287         };
288
289         return x;
290 }
291
292 static inline int oo_order(struct kmem_cache_order_objects x)
293 {
294         return x.x >> OO_SHIFT;
295 }
296
297 static inline int oo_objects(struct kmem_cache_order_objects x)
298 {
299         return x.x & OO_MASK;
300 }
301
302 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
303 /*
304  * Debug settings:
305  */
306 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
307 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
308 #else
309 static int slub_debug;
310 #endif
311
312 static char *slub_debug_slabs;
313 static int disable_higher_order_debug;
314
315 /*
316  * Object debugging
317  */
318 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
319 {
320         int i, offset;
321         int newline = 1;
322         char ascii[17];
323
324         ascii[16] = 0;
325
326         for (i = 0; i < length; i++) {
327                 if (newline) {
328                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
329                         newline = 0;
330                 }
331                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
332                 offset = i % 16;
333                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
334                 if (offset == 15) {
335                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
336                         newline = 1;
337                 }
338         }
339         if (!newline) {
340                 i %= 16;
341                 while (i < 16) {
342                         printk(KERN_CONT "   ");
343                         ascii[i] = ' ';
344                         i++;
345                 }
346                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
347         }
348 }
349
350 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
351         enum track_item alloc)
352 {
353         struct track *p;
354
355         if (s->offset)
356                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
357         else
358                 p = object + s->inuse;
359
360         return p + alloc;
361 }
362
363 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
364                         enum track_item alloc, unsigned long addr)
365 {
366         struct track *p = get_track(s, object, alloc);
367
368         if (addr) {
369                 p->addr = addr;
370                 p->cpu = smp_processor_id();
371                 p->pid = current->pid;
372                 p->when = jiffies;
373         } else
374                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
375 }
376
377 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
378 {
379         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
380                 return;
381
382         set_track(s, object, TRACK_FREE, 0UL);
383         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, 0UL);
384 }
385
386 static void print_track(const char *s, struct track *t)
387 {
388         if (!t->addr)
389                 return;
390
391         printk(KERN_ERR "INFO: %s in %pS age=%lu cpu=%u pid=%d\n",
392                 s, (void *)t->addr, jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
393 }
394
395 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
396 {
397         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
398                 return;
399
400         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
401         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
402 }
403
404 static void print_page_info(struct page *page)
405 {
406         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p objects=%u used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
407                 page, page->objects, page->inuse, page->freelist, page->flags);
408
409 }
410
411 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
412 {
413         va_list args;
414         char buf[100];
415
416         va_start(args, fmt);
417         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
418         va_end(args);
419         printk(KERN_ERR "========================================"
420                         "=====================================\n");
421         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
422         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
423                         "-------------------------------------\n\n");
424 }
425
426 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
427 {
428         va_list args;
429         char buf[100];
430
431         va_start(args, fmt);
432         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
433         va_end(args);
434         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
435 }
436
437 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
438 {
439         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
440         u8 *addr = page_address(page);
441
442         print_tracking(s, p);
443
444         print_page_info(page);
445
446         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
447                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
448
449         if (p > addr + 16)
450                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
451
452         print_section("Object", p, min_t(unsigned long, s->objsize, PAGE_SIZE));
453
454         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
455                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
456                         s->inuse - s->objsize);
457
458         if (s->offset)
459                 off = s->offset + sizeof(void *);
460         else
461                 off = s->inuse;
462
463         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
464                 off += 2 * sizeof(struct track);
465
466         if (off != s->size)
467                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
468                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
469
470         dump_stack();
471 }
472
473 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
474                         u8 *object, char *reason)
475 {
476         slab_bug(s, "%s", reason);
477         print_trailer(s, page, object);
478 }
479
480 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
481 {
482         va_list args;
483         char buf[100];
484
485         va_start(args, fmt);
486         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
487         va_end(args);
488         slab_bug(s, "%s", buf);
489         print_page_info(page);
490         dump_stack();
491 }
492
493 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
494 {
495         u8 *p = object;
496
497         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
498                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
499                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
500         }
501
502         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
503                 memset(p + s->objsize,
504                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
505                         s->inuse - s->objsize);
506 }
507
508 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
509 {
510         while (bytes) {
511                 if (*start != (u8)value)
512                         return start;
513                 start++;
514                 bytes--;
515         }
516         return NULL;
517 }
518
519 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
520                                                 void *from, void *to)
521 {
522         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
523         memset(from, data, to - from);
524 }
525
526 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
527                         u8 *object, char *what,
528                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
529 {
530         u8 *fault;
531         u8 *end;
532
533         fault = check_bytes(start, value, bytes);
534         if (!fault)
535                 return 1;
536
537         end = start + bytes;
538         while (end > fault && end[-1] == value)
539                 end--;
540
541         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
542         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
543                                         fault, end - 1, fault[0], value);
544         print_trailer(s, page, object);
545
546         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
547         return 0;
548 }
549
550 /*
551  * Object layout:
552  *
553  * object address
554  *      Bytes of the object to be managed.
555  *      If the freepointer may overlay the object then the free
556  *      pointer is the first word of the object.
557  *
558  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
559  *      0xa5 (POISON_END)
560  *
561  * object + s->objsize
562  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
563  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
564  *      objsize == inuse.
565  *
566  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
567  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
568  *
569  * object + s->inuse
570  *      Meta data starts here.
571  *
572  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
573  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
574  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
575  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
576  *              before the word boundary.
577  *
578  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
579  *
580  * object + s->size
581  *      Nothing is used beyond s->size.
582  *
583  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
584  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
585  * may be used with merged slabcaches.
586  */
587
588 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
589 {
590         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
591
592         if (s->offset)
593                 /* Freepointer is placed after the object. */
594                 off += sizeof(void *);
595
596         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
597                 /* We also have user information there */
598                 off += 2 * sizeof(struct track);
599
600         if (s->size == off)
601                 return 1;
602
603         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
604                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
605 }
606
607 /* Check the pad bytes at the end of a slab page */
608 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
609 {
610         u8 *start;
611         u8 *fault;
612         u8 *end;
613         int length;
614         int remainder;
615
616         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
617                 return 1;
618
619         start = page_address(page);
620         length = (PAGE_SIZE << compound_order(page));
621         end = start + length;
622         remainder = length % s->size;
623         if (!remainder)
624                 return 1;
625
626         fault = check_bytes(end - remainder, POISON_INUSE, remainder);
627         if (!fault)
628                 return 1;
629         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
630                 end--;
631
632         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
633         print_section("Padding", end - remainder, remainder);
634
635         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, end - remainder, end);
636         return 0;
637 }
638
639 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
640                                         void *object, int active)
641 {
642         u8 *p = object;
643         u8 *endobject = object + s->objsize;
644
645         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
646                 unsigned int red =
647                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
648
649                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
650                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
651                         return 0;
652         } else {
653                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
654                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
655                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
656                 }
657         }
658
659         if (s->flags & SLAB_POISON) {
660                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
661                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
662                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
663                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
664                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
665                         return 0;
666                 /*
667                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
668                  */
669                 check_pad_bytes(s, page, p);
670         }
671
672         if (!s->offset && active)
673                 /*
674                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
675                  * freepointer while object is allocated.
676                  */
677                 return 1;
678
679         /* Check free pointer validity */
680         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
681                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
682                 /*
683                  * No choice but to zap it and thus lose the remainder
684                  * of the free objects in this slab. May cause
685                  * another error because the object count is now wrong.
686                  */
687                 set_freepointer(s, p, NULL);
688                 return 0;
689         }
690         return 1;
691 }
692
693 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
694 {
695         int maxobj;
696
697         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
698
699         if (!PageSlab(page)) {
700                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
701                 return 0;
702         }
703
704         maxobj = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
705         if (page->objects > maxobj) {
706                 slab_err(s, page, "objects %u > max %u",
707                         s->name, page->objects, maxobj);
708                 return 0;
709         }
710         if (page->inuse > page->objects) {
711                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
712                         s->name, page->inuse, page->objects);
713                 return 0;
714         }
715         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
716         slab_pad_check(s, page);
717         return 1;
718 }
719
720 /*
721  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
722  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
723  */
724 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
725 {
726         int nr = 0;
727         void *fp = page->freelist;
728         void *object = NULL;
729         unsigned long max_objects;
730
731         while (fp && nr <= page->objects) {
732                 if (fp == search)
733                         return 1;
734                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
735                         if (object) {
736                                 object_err(s, page, object,
737                                         "Freechain corrupt");
738                                 set_freepointer(s, object, NULL);
739                                 break;
740                         } else {
741                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
742                                 page->freelist = NULL;
743                                 page->inuse = page->objects;
744                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
745                                 return 0;
746                         }
747                         break;
748                 }
749                 object = fp;
750                 fp = get_freepointer(s, object);
751                 nr++;
752         }
753
754         max_objects = (PAGE_SIZE << compound_order(page)) / s->size;
755         if (max_objects > MAX_OBJS_PER_PAGE)
756                 max_objects = MAX_OBJS_PER_PAGE;
757
758         if (page->objects != max_objects) {
759                 slab_err(s, page, "Wrong number of objects. Found %d but "
760                         "should be %d", page->objects, max_objects);
761                 page->objects = max_objects;
762                 slab_fix(s, "Number of objects adjusted.");
763         }
764         if (page->inuse != page->objects - nr) {
765                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
766                         "counted were %d", page->inuse, page->objects - nr);
767                 page->inuse = page->objects - nr;
768                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
769         }
770         return search == NULL;
771 }
772
773 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object,
774                                                                 int alloc)
775 {
776         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
777                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
778                         s->name,
779                         alloc ? "alloc" : "free",
780                         object, page->inuse,
781                         page->freelist);
782
783                 if (!alloc)
784                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
785
786                 dump_stack();
787         }
788 }
789
790 /*
791  * Hooks for other subsystems that check memory allocations. In a typical
792  * production configuration these hooks all should produce no code at all.
793  */
794 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
795 {
796         flags &= gfp_allowed_mask;
797         lockdep_trace_alloc(flags);
798         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
799
800         return should_failslab(s->objsize, flags, s->flags);
801 }
802
803 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, void *object)
804 {
805         flags &= gfp_allowed_mask;
806         kmemcheck_slab_alloc(s, flags, object, s->objsize);
807         kmemleak_alloc_recursive(object, s->objsize, 1, s->flags, flags);
808 }
809
810 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x)
811 {
812         kmemleak_free_recursive(x, s->flags);
813 }
814
815 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s, void *object)
816 {
817         kmemcheck_slab_free(s, object, s->objsize);
818         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
819         if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
820                 debug_check_no_obj_freed(object, s->objsize);
821 }
822
823 /*
824  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
825  */
826 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
827 {
828         spin_lock(&n->list_lock);
829         list_add(&page->lru, &n->full);
830         spin_unlock(&n->list_lock);
831 }
832
833 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
834 {
835         struct kmem_cache_node *n;
836
837         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
838                 return;
839
840         n = get_node(s, page_to_nid(page));
841
842         spin_lock(&n->list_lock);
843         list_del(&page->lru);
844         spin_unlock(&n->list_lock);
845 }
846
847 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
848 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
849 {
850         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
851
852         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
853 }
854
855 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
856 {
857         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
858 }
859
860 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
861 {
862         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
863
864         /*
865          * May be called early in order to allocate a slab for the
866          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
867          * dilemma by deferring the increment of the count during
868          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
869          */
870         if (n) {
871                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
872                 atomic_long_add(objects, &n->total_objects);
873         }
874 }
875 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node, int objects)
876 {
877         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
878
879         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
880         atomic_long_sub(objects, &n->total_objects);
881 }
882
883 /* Object debug checks for alloc/free paths */
884 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
885                                                                 void *object)
886 {
887         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
888                 return;
889
890         init_object(s, object, 0);
891         init_tracking(s, object);
892 }
893
894 static noinline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
895                                         void *object, unsigned long addr)
896 {
897         if (!check_slab(s, page))
898                 goto bad;
899
900         if (!on_freelist(s, page, object)) {
901                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
902                 goto bad;
903         }
904
905         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
906                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
907                 goto bad;
908         }
909
910         if (!check_object(s, page, object, 0))
911                 goto bad;
912
913         /* Success perform special debug activities for allocs */
914         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
915                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
916         trace(s, page, object, 1);
917         init_object(s, object, 1);
918         return 1;
919
920 bad:
921         if (PageSlab(page)) {
922                 /*
923                  * If this is a slab page then lets do the best we can
924                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
925                  * as used avoids touching the remaining objects.
926                  */
927                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
928                 page->inuse = page->objects;
929                 page->freelist = NULL;
930         }
931         return 0;
932 }
933
934 static noinline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
935                  struct page *page, void *object, unsigned long addr)
936 {
937         if (!check_slab(s, page))
938                 goto fail;
939
940         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
941                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
942                 goto fail;
943         }
944
945         if (on_freelist(s, page, object)) {
946                 object_err(s, page, object, "Object already free");
947                 goto fail;
948         }
949
950         if (!check_object(s, page, object, 1))
951                 return 0;
952
953         if (unlikely(s != page->slab)) {
954                 if (!PageSlab(page)) {
955                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
956                                 "outside of slab", object);
957                 } else if (!page->slab) {
958                         printk(KERN_ERR
959                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
960                                                 object);
961                         dump_stack();
962                 } else
963                         object_err(s, page, object,
964                                         "page slab pointer corrupt.");
965                 goto fail;
966         }
967
968         /* Special debug activities for freeing objects */
969         if (!PageSlubFrozen(page) && !page->freelist)
970                 remove_full(s, page);
971         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
972                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
973         trace(s, page, object, 0);
974         init_object(s, object, 0);
975         return 1;
976
977 fail:
978         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
979         return 0;
980 }
981
982 static int __init setup_slub_debug(char *str)
983 {
984         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
985         if (*str++ != '=' || !*str)
986                 /*
987                  * No options specified. Switch on full debugging.
988                  */
989                 goto out;
990
991         if (*str == ',')
992                 /*
993                  * No options but restriction on slabs. This means full
994                  * debugging for slabs matching a pattern.
995                  */
996                 goto check_slabs;
997
998         if (tolower(*str) == 'o') {
999                 /*
1000                  * Avoid enabling debugging on caches if its minimum order
1001                  * would increase as a result.
1002                  */
1003                 disable_higher_order_debug = 1;
1004                 goto out;
1005         }
1006
1007         slub_debug = 0;
1008         if (*str == '-')
1009                 /*
1010                  * Switch off all debugging measures.
1011                  */
1012                 goto out;
1013
1014         /*
1015          * Determine which debug features should be switched on
1016          */
1017         for (; *str && *str != ','; str++) {
1018                 switch (tolower(*str)) {
1019                 case 'f':
1020                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1021                         break;
1022                 case 'z':
1023                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1024                         break;
1025                 case 'p':
1026                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1027                         break;
1028                 case 'u':
1029                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1030                         break;
1031                 case 't':
1032                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1033                         break;
1034                 case 'a':
1035                         slub_debug |= SLAB_FAILSLAB;
1036                         break;
1037                 default:
1038                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1039                                 "unknown. skipped\n", *str);
1040                 }
1041         }
1042
1043 check_slabs:
1044         if (*str == ',')
1045                 slub_debug_slabs = str + 1;
1046 out:
1047         return 1;
1048 }
1049
1050 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1051
1052 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1053         unsigned long flags, const char *name,
1054         void (*ctor)(void *))
1055 {
1056         /*
1057          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1058          */
1059         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1060                 !strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs))))
1061                 flags |= slub_debug;
1062
1063         return flags;
1064 }
1065 #else
1066 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1067                         struct page *page, void *object) {}
1068
1069 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1070         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1071
1072 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1073         struct page *page, void *object, unsigned long addr) { return 0; }
1074
1075 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1076                         { return 1; }
1077 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1078                         void *object, int active) { return 1; }
1079 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1080 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1081         unsigned long flags, const char *name,
1082         void (*ctor)(void *))
1083 {
1084         return flags;
1085 }
1086 #define slub_debug 0
1087
1088 #define disable_higher_order_debug 0
1089
1090 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1091                                                         { return 0; }
1092 static inline unsigned long node_nr_slabs(struct kmem_cache_node *n)
1093                                                         { return 0; }
1094 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1095                                                         int objects) {}
1096 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node,
1097                                                         int objects) {}
1098
1099 static inline int slab_pre_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1100                                                         { return 0; }
1101
1102 static inline void slab_post_alloc_hook(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
1103                 void *object) {}
1104
1105 static inline void slab_free_hook(struct kmem_cache *s, void *x) {}
1106
1107 static inline void slab_free_hook_irq(struct kmem_cache *s,
1108                 void *object) {}
1109
1110 #endif
1111
1112 /*
1113  * Slab allocation and freeing
1114  */
1115 static inline struct page *alloc_slab_page(gfp_t flags, int node,
1116                                         struct kmem_cache_order_objects oo)
1117 {
1118         int order = oo_order(oo);
1119
1120         flags |= __GFP_NOTRACK;
1121
1122         if (node == NUMA_NO_NODE)
1123                 return alloc_pages(flags, order);
1124         else
1125                 return alloc_pages_exact_node(node, flags, order);
1126 }
1127
1128 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1129 {
1130         struct page *page;
1131         struct kmem_cache_order_objects oo = s->oo;
1132         gfp_t alloc_gfp;
1133
1134         flags |= s->allocflags;
1135
1136         /*
1137          * Let the initial higher-order allocation fail under memory pressure
1138          * so we fall-back to the minimum order allocation.
1139          */
1140         alloc_gfp = (flags | __GFP_NOWARN | __GFP_NORETRY) & ~__GFP_NOFAIL;
1141
1142         page = alloc_slab_page(alloc_gfp, node, oo);
1143         if (unlikely(!page)) {
1144                 oo = s->min;
1145                 /*
1146                  * Allocation may have failed due to fragmentation.
1147                  * Try a lower order alloc if possible
1148                  */
1149                 page = alloc_slab_page(flags, node, oo);
1150                 if (!page)
1151                         return NULL;
1152
1153                 stat(s, ORDER_FALLBACK);
1154         }
1155
1156         if (kmemcheck_enabled
1157                 && !(s->flags & (SLAB_NOTRACK | DEBUG_DEFAULT_FLAGS))) {
1158                 int pages = 1 << oo_order(oo);
1159
1160                 kmemcheck_alloc_shadow(page, oo_order(oo), flags, node);
1161
1162                 /*
1163                  * Objects from caches that have a constructor don't get
1164                  * cleared when they're allocated, so we need to do it here.
1165                  */
1166                 if (s->ctor)
1167                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, pages);
1168                 else
1169                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, pages);
1170         }
1171
1172         page->objects = oo_objects(oo);
1173         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1174                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1175                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1176                 1 << oo_order(oo));
1177
1178         return page;
1179 }
1180
1181 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1182                                 void *object)
1183 {
1184         setup_object_debug(s, page, object);
1185         if (unlikely(s->ctor))
1186                 s->ctor(object);
1187 }
1188
1189 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1190 {
1191         struct page *page;
1192         void *start;
1193         void *last;
1194         void *p;
1195
1196         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1197
1198         page = allocate_slab(s,
1199                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1200         if (!page)
1201                 goto out;
1202
1203         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1204         page->slab = s;
1205         page->flags |= 1 << PG_slab;
1206
1207         start = page_address(page);
1208
1209         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1210                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << compound_order(page));
1211
1212         last = start;
1213         for_each_object(p, s, start, page->objects) {
1214                 setup_object(s, page, last);
1215                 set_freepointer(s, last, p);
1216                 last = p;
1217         }
1218         setup_object(s, page, last);
1219         set_freepointer(s, last, NULL);
1220
1221         page->freelist = start;
1222         page->inuse = 0;
1223 out:
1224         return page;
1225 }
1226
1227 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1228 {
1229         int order = compound_order(page);
1230         int pages = 1 << order;
1231
1232         if (kmem_cache_debug(s)) {
1233                 void *p;
1234
1235                 slab_pad_check(s, page);
1236                 for_each_object(p, s, page_address(page),
1237                                                 page->objects)
1238                         check_object(s, page, p, 0);
1239         }
1240
1241         kmemcheck_free_shadow(page, compound_order(page));
1242
1243         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1244                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1245                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1246                 -pages);
1247
1248         __ClearPageSlab(page);
1249         reset_page_mapcount(page);
1250         if (current->reclaim_state)
1251                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += pages;
1252         __free_pages(page, order);
1253 }
1254
1255 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1256 {
1257         struct page *page;
1258
1259         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1260         __free_slab(page->slab, page);
1261 }
1262
1263 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1264 {
1265         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1266                 /*
1267                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1268                  */
1269                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1270
1271                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1272         } else
1273                 __free_slab(s, page);
1274 }
1275
1276 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1277 {
1278         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page), page->objects);
1279         free_slab(s, page);
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Per slab locking using the pagelock
1284  */
1285 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1286 {
1287         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1288 }
1289
1290 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1291 {
1292         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1293 }
1294
1295 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1296 {
1297         int rc = 1;
1298
1299         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1300         return rc;
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Management of partially allocated slabs
1305  */
1306 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1307                                 struct page *page, int tail)
1308 {
1309         spin_lock(&n->list_lock);
1310         n->nr_partial++;
1311         if (tail)
1312                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1313         else
1314                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1315         spin_unlock(&n->list_lock);
1316 }
1317
1318 static void remove_partial(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1319 {
1320         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1321
1322         spin_lock(&n->list_lock);
1323         list_del(&page->lru);
1324         n->nr_partial--;
1325         spin_unlock(&n->list_lock);
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Lock slab and remove from the partial list.
1330  *
1331  * Must hold list_lock.
1332  */
1333 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n,
1334                                                         struct page *page)
1335 {
1336         if (slab_trylock(page)) {
1337                 list_del(&page->lru);
1338                 n->nr_partial--;
1339                 __SetPageSlubFrozen(page);
1340                 return 1;
1341         }
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1347  */
1348 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1349 {
1350         struct page *page;
1351
1352         /*
1353          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1354          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1355          * partial slab and there is none available then get_partials()
1356          * will return NULL.
1357          */
1358         if (!n || !n->nr_partial)
1359                 return NULL;
1360
1361         spin_lock(&n->list_lock);
1362         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1363                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1364                         goto out;
1365         page = NULL;
1366 out:
1367         spin_unlock(&n->list_lock);
1368         return page;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1373  */
1374 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1375 {
1376 #ifdef CONFIG_NUMA
1377         struct zonelist *zonelist;
1378         struct zoneref *z;
1379         struct zone *zone;
1380         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
1381         struct page *page;
1382
1383         /*
1384          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1385          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1386          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1387          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1388          *
1389          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1390          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1391          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1392          * from other nodes and filled up.
1393          *
1394          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1395          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1396          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1397          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1398          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1399          * with available objects.
1400          */
1401         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1402                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1403                 return NULL;
1404
1405         get_mems_allowed();
1406         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1407         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
1408                 struct kmem_cache_node *n;
1409
1410                 n = get_node(s, zone_to_nid(zone));
1411
1412                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
1413                                 n->nr_partial > s->min_partial) {
1414                         page = get_partial_node(n);
1415                         if (page) {
1416                                 put_mems_allowed();
1417                                 return page;
1418                         }
1419                 }
1420         }
1421         put_mems_allowed();
1422 #endif
1423         return NULL;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Get a partial page, lock it and return it.
1428  */
1429 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1430 {
1431         struct page *page;
1432         int searchnode = (node == NUMA_NO_NODE) ? numa_node_id() : node;
1433
1434         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1435         if (page || node != -1)
1436                 return page;
1437
1438         return get_any_partial(s, flags);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Move a page back to the lists.
1443  *
1444  * Must be called with the slab lock held.
1445  *
1446  * On exit the slab lock will have been dropped.
1447  */
1448 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1449 {
1450         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1451
1452         __ClearPageSlubFrozen(page);
1453         if (page->inuse) {
1454
1455                 if (page->freelist) {
1456                         add_partial(n, page, tail);
1457                         stat(s, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1458                 } else {
1459                         stat(s, DEACTIVATE_FULL);
1460                         if (kmem_cache_debug(s) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1461                                 add_full(n, page);
1462                 }
1463                 slab_unlock(page);
1464         } else {
1465                 stat(s, DEACTIVATE_EMPTY);
1466                 if (n->nr_partial < s->min_partial) {
1467                         /*
1468                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1469                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1470                          * to come after the other slabs with objects in
1471                          * so that the others get filled first. That way the
1472                          * size of the partial list stays small.
1473                          *
1474                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from
1475                          * the partial list.
1476                          */
1477                         add_partial(n, page, 1);
1478                         slab_unlock(page);
1479                 } else {
1480                         slab_unlock(page);
1481                         stat(s, FREE_SLAB);
1482                         discard_slab(s, page);
1483                 }
1484         }
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Remove the cpu slab
1489  */
1490 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1491 {
1492         struct page *page = c->page;
1493         int tail = 1;
1494
1495         if (page->freelist)
1496                 stat(s, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1497         /*
1498          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1499          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1500          * to occur.
1501          */
1502         while (unlikely(c->freelist)) {
1503                 void **object;
1504
1505                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1506
1507                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1508                 object = c->freelist;
1509                 c->freelist = get_freepointer(s, c->freelist);
1510
1511                 /* And put onto the regular freelist */
1512                 set_freepointer(s, object, page->freelist);
1513                 page->freelist = object;
1514                 page->inuse--;
1515         }
1516         c->page = NULL;
1517         unfreeze_slab(s, page, tail);
1518 }
1519
1520 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1521 {
1522         stat(s, CPUSLAB_FLUSH);
1523         slab_lock(c->page);
1524         deactivate_slab(s, c);
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Flush cpu slab.
1529  *
1530  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1531  */
1532 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1533 {
1534         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
1535
1536         if (likely(c && c->page))
1537                 flush_slab(s, c);
1538 }
1539
1540 static void flush_cpu_slab(void *d)
1541 {
1542         struct kmem_cache *s = d;
1543
1544         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1545 }
1546
1547 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1548 {
1549         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1554  * locality expectations.
1555  */
1556 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1557 {
1558 #ifdef CONFIG_NUMA
1559         if (node != NUMA_NO_NODE && c->node != node)
1560                 return 0;
1561 #endif
1562         return 1;
1563 }
1564
1565 static int count_free(struct page *page)
1566 {
1567         return page->objects - page->inuse;
1568 }
1569
1570 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n,
1571                                         int (*get_count)(struct page *))
1572 {
1573         unsigned long flags;
1574         unsigned long x = 0;
1575         struct page *page;
1576
1577         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1578         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1579                 x += get_count(page);
1580         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1581         return x;
1582 }
1583
1584 static inline unsigned long node_nr_objs(struct kmem_cache_node *n)
1585 {
1586 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1587         return atomic_long_read(&n->total_objects);
1588 #else
1589         return 0;
1590 #endif
1591 }
1592
1593 static noinline void
1594 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int nid)
1595 {
1596         int node;
1597
1598         printk(KERN_WARNING
1599                 "SLUB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1600                 nid, gfpflags);
1601         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, buffer size: %d, "
1602                 "default order: %d, min order: %d\n", s->name, s->objsize,
1603                 s->size, oo_order(s->oo), oo_order(s->min));
1604
1605         if (oo_order(s->min) > get_order(s->objsize))
1606                 printk(KERN_WARNING "  %s debugging increased min order, use "
1607                        "slub_debug=O to disable.\n", s->name);
1608
1609         for_each_online_node(node) {
1610                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1611                 unsigned long nr_slabs;
1612                 unsigned long nr_objs;
1613                 unsigned long nr_free;
1614
1615                 if (!n)
1616                         continue;
1617
1618                 nr_free  = count_partial(n, count_free);
1619                 nr_slabs = node_nr_slabs(n);
1620                 nr_objs  = node_nr_objs(n);
1621
1622                 printk(KERN_WARNING
1623                         "  node %d: slabs: %ld, objs: %ld, free: %ld\n",
1624                         node, nr_slabs, nr_objs, nr_free);
1625         }
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1630  * debugging duties.
1631  *
1632  * Interrupts are disabled.
1633  *
1634  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1635  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1636  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1637  *
1638  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1639  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1640  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1641  *
1642  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1643  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1644  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1645  */
1646 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node,
1647                           unsigned long addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1648 {
1649         void **object;
1650         struct page *new;
1651
1652         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1653         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1654
1655         if (!c->page)
1656                 goto new_slab;
1657
1658         slab_lock(c->page);
1659         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1660                 goto another_slab;
1661
1662         stat(s, ALLOC_REFILL);
1663
1664 load_freelist:
1665         object = c->page->freelist;
1666         if (unlikely(!object))
1667                 goto another_slab;
1668         if (kmem_cache_debug(s))
1669                 goto debug;
1670
1671         c->freelist = get_freepointer(s, object);
1672         c->page->inuse = c->page->objects;
1673         c->page->freelist = NULL;
1674         c->node = page_to_nid(c->page);
1675 unlock_out:
1676         slab_unlock(c->page);
1677         stat(s, ALLOC_SLOWPATH);
1678         return object;
1679
1680 another_slab:
1681         deactivate_slab(s, c);
1682
1683 new_slab:
1684         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1685         if (new) {
1686                 c->page = new;
1687                 stat(s, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1688                 goto load_freelist;
1689         }
1690
1691         gfpflags &= gfp_allowed_mask;
1692         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1693                 local_irq_enable();
1694
1695         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1696
1697         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1698                 local_irq_disable();
1699
1700         if (new) {
1701                 c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1702                 stat(s, ALLOC_SLAB);
1703                 if (c->page)
1704                         flush_slab(s, c);
1705                 slab_lock(new);
1706                 __SetPageSlubFrozen(new);
1707                 c->page = new;
1708                 goto load_freelist;
1709         }
1710         if (!(gfpflags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1711                 slab_out_of_memory(s, gfpflags, node);
1712         return NULL;
1713 debug:
1714         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1715                 goto another_slab;
1716
1717         c->page->inuse++;
1718         c->page->freelist = get_freepointer(s, object);
1719         c->node = -1;
1720         goto unlock_out;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1725  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1726  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1727  *
1728  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1729  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1730  *
1731  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1732  */
1733 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1734                 gfp_t gfpflags, int node, unsigned long addr)
1735 {
1736         void **object;
1737         struct kmem_cache_cpu *c;
1738         unsigned long flags;
1739
1740         if (slab_pre_alloc_hook(s, gfpflags))
1741                 return NULL;
1742
1743         local_irq_save(flags);
1744         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1745         object = c->freelist;
1746         if (unlikely(!object || !node_match(c, node)))
1747
1748                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1749
1750         else {
1751                 c->freelist = get_freepointer(s, object);
1752                 stat(s, ALLOC_FASTPATH);
1753         }
1754         local_irq_restore(flags);
1755
1756         if (unlikely(gfpflags & __GFP_ZERO) && object)
1757                 memset(object, 0, s->objsize);
1758
1759         slab_post_alloc_hook(s, gfpflags, object);
1760
1761         return object;
1762 }
1763
1764 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1765 {
1766         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1767
1768         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret, s->objsize, s->size, gfpflags);
1769
1770         return ret;
1771 }
1772 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1773
1774 #ifdef CONFIG_TRACING
1775 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1776 {
1777         return slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
1780 #endif
1781
1782 #ifdef CONFIG_NUMA
1783 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1784 {
1785         void *ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1786
1787         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
1788                                     s->objsize, s->size, gfpflags, node);
1789
1790         return ret;
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1793 #endif
1794
1795 #ifdef CONFIG_TRACING
1796 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *s,
1797                                     gfp_t gfpflags,
1798                                     int node)
1799 {
1800         return slab_alloc(s, gfpflags, node, _RET_IP_);
1801 }
1802 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
1803 #endif
1804
1805 /*
1806  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1807  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1808  *
1809  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1810  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1811  * handling required then we can return immediately.
1812  */
1813 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1814                         void *x, unsigned long addr)
1815 {
1816         void *prior;
1817         void **object = (void *)x;
1818
1819         stat(s, FREE_SLOWPATH);
1820         slab_lock(page);
1821
1822         if (kmem_cache_debug(s))
1823                 goto debug;
1824
1825 checks_ok:
1826         prior = page->freelist;
1827         set_freepointer(s, object, prior);
1828         page->freelist = object;
1829         page->inuse--;
1830
1831         if (unlikely(PageSlubFrozen(page))) {
1832                 stat(s, FREE_FROZEN);
1833                 goto out_unlock;
1834         }
1835
1836         if (unlikely(!page->inuse))
1837                 goto slab_empty;
1838
1839         /*
1840          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1841          * then add it.
1842          */
1843         if (unlikely(!prior)) {
1844                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1845                 stat(s, FREE_ADD_PARTIAL);
1846         }
1847
1848 out_unlock:
1849         slab_unlock(page);
1850         return;
1851
1852 slab_empty:
1853         if (prior) {
1854                 /*
1855                  * Slab still on the partial list.
1856                  */
1857                 remove_partial(s, page);
1858                 stat(s, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1859         }
1860         slab_unlock(page);
1861         stat(s, FREE_SLAB);
1862         discard_slab(s, page);
1863         return;
1864
1865 debug:
1866         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1867                 goto out_unlock;
1868         goto checks_ok;
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1873  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1874  *
1875  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1876  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1877  * the item before.
1878  *
1879  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1880  * with all sorts of special processing.
1881  */
1882 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1883                         struct page *page, void *x, unsigned long addr)
1884 {
1885         void **object = (void *)x;
1886         struct kmem_cache_cpu *c;
1887         unsigned long flags;
1888
1889         slab_free_hook(s, x);
1890
1891         local_irq_save(flags);
1892         c = __this_cpu_ptr(s->cpu_slab);
1893
1894         slab_free_hook_irq(s, x);
1895
1896         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1897                 set_freepointer(s, object, c->freelist);
1898                 c->freelist = object;
1899                 stat(s, FREE_FASTPATH);
1900         } else
1901                 __slab_free(s, page, x, addr);
1902
1903         local_irq_restore(flags);
1904 }
1905
1906 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1907 {
1908         struct page *page;
1909
1910         page = virt_to_head_page(x);
1911
1912         slab_free(s, page, x, _RET_IP_);
1913
1914         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, x);
1915 }
1916 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1917
1918 /* Figure out on which slab page the object resides */
1919 static struct page *get_object_page(const void *x)
1920 {
1921         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1922
1923         if (!PageSlab(page))
1924                 return NULL;
1925
1926         return page;
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1931  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1932  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1933  * another.
1934  *
1935  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1936  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1937  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1938  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1939  * locking overhead.
1940  */
1941
1942 /*
1943  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1944  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1945  * and increases the number of allocations possible without having to
1946  * take the list_lock.
1947  */
1948 static int slub_min_order;
1949 static int slub_max_order = PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER;
1950 static int slub_min_objects;
1951
1952 /*
1953  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1954  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1955  */
1956 static int slub_nomerge;
1957
1958 /*
1959  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1960  *
1961  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1962  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1963  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1964  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1965  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/16th of the slab
1966  * would be wasted.
1967  *
1968  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1969  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1970  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1971  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1972  *
1973  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1974  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1975  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1976  * of space in favor of a small page order.
1977  *
1978  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1979  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1980  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1981  * the smallest order which will fit the object.
1982  */
1983 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1984                                 int max_order, int fract_leftover)
1985 {
1986         int order;
1987         int rem;
1988         int min_order = slub_min_order;
1989
1990         if ((PAGE_SIZE << min_order) / size > MAX_OBJS_PER_PAGE)
1991                 return get_order(size * MAX_OBJS_PER_PAGE) - 1;
1992
1993         for (order = max(min_order,
1994                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1995                         order <= max_order; order++) {
1996
1997                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1998
1999                 if (slab_size < min_objects * size)
2000                         continue;
2001
2002                 rem = slab_size % size;
2003
2004                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
2005                         break;
2006
2007         }
2008
2009         return order;
2010 }
2011
2012 static inline int calculate_order(int size)
2013 {
2014         int order;
2015         int min_objects;
2016         int fraction;
2017         int max_objects;
2018
2019         /*
2020          * Attempt to find best configuration for a slab. This
2021          * works by first attempting to generate a layout with
2022          * the best configuration and backing off gradually.
2023          *
2024          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
2025          * we reduce the minimum objects required in a slab.
2026          */
2027         min_objects = slub_min_objects;
2028         if (!min_objects)
2029                 min_objects = 4 * (fls(nr_cpu_ids) + 1);
2030         max_objects = (PAGE_SIZE << slub_max_order)/size;
2031         min_objects = min(min_objects, max_objects);
2032
2033         while (min_objects > 1) {
2034                 fraction = 16;
2035                 while (fraction >= 4) {
2036                         order = slab_order(size, min_objects,
2037                                                 slub_max_order, fraction);
2038                         if (order <= slub_max_order)
2039                                 return order;
2040                         fraction /= 2;
2041                 }
2042                 min_objects--;
2043         }
2044
2045         /*
2046          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
2047          * lets see if we can place a single object there.
2048          */
2049         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
2050         if (order <= slub_max_order)
2051                 return order;
2052
2053         /*
2054          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
2055          */
2056         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
2057         if (order < MAX_ORDER)
2058                 return order;
2059         return -ENOSYS;
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Figure out what the alignment of the objects will be.
2064  */
2065 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
2066                 unsigned long align, unsigned long size)
2067 {
2068         /*
2069          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
2070          * suggestion if the object is sufficiently large.
2071          *
2072          * The hardware cache alignment cannot override the specified
2073          * alignment though. If that is greater then use it.
2074          */
2075         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2076                 unsigned long ralign = cache_line_size();
2077                 while (size <= ralign / 2)
2078                         ralign /= 2;
2079                 align = max(align, ralign);
2080         }
2081
2082         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
2083                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2084
2085         return ALIGN(align, sizeof(void *));
2086 }
2087
2088 static void
2089 init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n, struct kmem_cache *s)
2090 {
2091         n->nr_partial = 0;
2092         spin_lock_init(&n->list_lock);
2093         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
2094 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2095         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
2096         atomic_long_set(&n->total_objects, 0);
2097         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
2098 #endif
2099 }
2100
2101 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
2102 {
2103         BUILD_BUG_ON(PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE <
2104                         SLUB_PAGE_SHIFT * sizeof(struct kmem_cache_cpu));
2105
2106         s->cpu_slab = alloc_percpu(struct kmem_cache_cpu);
2107
2108         return s->cpu_slab != NULL;
2109 }
2110
2111 static struct kmem_cache *kmem_cache_node;
2112
2113 /*
2114  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2115  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2116  * possible.
2117  *
2118  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2119  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2120  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2121  */
2122 static void early_kmem_cache_node_alloc(int node)
2123 {
2124         struct page *page;
2125         struct kmem_cache_node *n;
2126         unsigned long flags;
2127
2128         BUG_ON(kmem_cache_node->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2129
2130         page = new_slab(kmem_cache_node, GFP_NOWAIT, node);
2131
2132         BUG_ON(!page);
2133         if (page_to_nid(page) != node) {
2134                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2135                                 "node %d\n", node);
2136                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2137                                 "in order to be able to continue\n");
2138         }
2139
2140         n = page->freelist;
2141         BUG_ON(!n);
2142         page->freelist = get_freepointer(kmem_cache_node, n);
2143         page->inuse++;
2144         kmem_cache_node->node[node] = n;
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2146         init_object(kmem_cache_node, n, 1);
2147         init_tracking(kmem_cache_node, n);
2148 #endif
2149         init_kmem_cache_node(n, kmem_cache_node);
2150         inc_slabs_node(kmem_cache_node, node, page->objects);
2151
2152         /*
2153          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2154          * so even though there cannot be a race this early in
2155          * the boot sequence, we still disable irqs.
2156          */
2157         local_irq_save(flags);
2158         add_partial(n, page, 0);
2159         local_irq_restore(flags);
2160 }
2161
2162 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2163 {
2164         int node;
2165
2166         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2167                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2168
2169                 if (n)
2170                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2171
2172                 s->node[node] = NULL;
2173         }
2174 }
2175
2176 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2177 {
2178         int node;
2179
2180         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2181                 struct kmem_cache_node *n;
2182
2183                 if (slab_state == DOWN) {
2184                         early_kmem_cache_node_alloc(node);
2185                         continue;
2186                 }
2187                 n = kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_node,
2188                                                 GFP_KERNEL, node);
2189
2190                 if (!n) {
2191                         free_kmem_cache_nodes(s);
2192                         return 0;
2193                 }
2194
2195                 s->node[node] = n;
2196                 init_kmem_cache_node(n, s);
2197         }
2198         return 1;
2199 }
2200
2201 static void set_min_partial(struct kmem_cache *s, unsigned long min)
2202 {
2203         if (min < MIN_PARTIAL)
2204                 min = MIN_PARTIAL;
2205         else if (min > MAX_PARTIAL)
2206                 min = MAX_PARTIAL;
2207         s->min_partial = min;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2212  * a slab object.
2213  */
2214 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s, int forced_order)
2215 {
2216         unsigned long flags = s->flags;
2217         unsigned long size = s->objsize;
2218         unsigned long align = s->align;
2219         int order;
2220
2221         /*
2222          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2223          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2224          * the possible location of the free pointer.
2225          */
2226         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2227
2228 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2229         /*
2230          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2231          * the slab may touch the object after free or before allocation
2232          * then we should never poison the object itself.
2233          */
2234         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2235                         !s->ctor)
2236                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2237         else
2238                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2239
2240
2241         /*
2242          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2243          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2244          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2245          */
2246         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2247                 size += sizeof(void *);
2248 #endif
2249
2250         /*
2251          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2252          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2253          */
2254         s->inuse = size;
2255
2256         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2257                 s->ctor)) {
2258                 /*
2259                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2260                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2261                  * kmem_cache_free.
2262                  *
2263                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2264                  * destructor or are poisoning the objects.
2265                  */
2266                 s->offset = size;
2267                 size += sizeof(void *);
2268         }
2269
2270 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2271         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2272                 /*
2273                  * Need to store information about allocs and frees after
2274                  * the object.
2275                  */
2276                 size += 2 * sizeof(struct track);
2277
2278         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2279                 /*
2280                  * Add some empty padding so that we can catch
2281                  * overwrites from earlier objects rather than let
2282                  * tracking information or the free pointer be
2283                  * corrupted if a user writes before the start
2284                  * of the object.
2285                  */
2286                 size += sizeof(void *);
2287 #endif
2288
2289         /*
2290          * Determine the alignment based on various parameters that the
2291          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2292          * on bootup.
2293          */
2294         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2295         s->align = align;
2296
2297         /*
2298          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2299          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2300          * each object to conform to the alignment.
2301          */
2302         size = ALIGN(size, align);
2303         s->size = size;
2304         if (forced_order >= 0)
2305                 order = forced_order;
2306         else
2307                 order = calculate_order(size);
2308
2309         if (order < 0)
2310                 return 0;
2311
2312         s->allocflags = 0;
2313         if (order)
2314                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2315
2316         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2317                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2318
2319         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2320                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2321
2322         /*
2323          * Determine the number of objects per slab
2324          */
2325         s->oo = oo_make(order, size);
2326         s->min = oo_make(get_order(size), size);
2327         if (oo_objects(s->oo) > oo_objects(s->max))
2328                 s->max = s->oo;
2329
2330         return !!oo_objects(s->oo);
2331
2332 }
2333
2334 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s,
2335                 const char *name, size_t size,
2336                 size_t align, unsigned long flags,
2337                 void (*ctor)(void *))
2338 {
2339         memset(s, 0, kmem_size);
2340         s->name = name;
2341         s->ctor = ctor;
2342         s->objsize = size;
2343         s->align = align;
2344         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2345
2346         if (!calculate_sizes(s, -1))
2347                 goto error;
2348         if (disable_higher_order_debug) {
2349                 /*
2350                  * Disable debugging flags that store metadata if the min slab
2351                  * order increased.
2352                  */
2353                 if (get_order(s->size) > get_order(s->objsize)) {
2354                         s->flags &= ~DEBUG_METADATA_FLAGS;
2355                         s->offset = 0;
2356                         if (!calculate_sizes(s, -1))
2357                                 goto error;
2358                 }
2359         }
2360
2361         /*
2362          * The larger the object size is, the more pages we want on the partial
2363          * list to avoid pounding the page allocator excessively.
2364          */
2365         set_min_partial(s, ilog2(s->size));
2366         s->refcount = 1;
2367 #ifdef CONFIG_NUMA
2368         s->remote_node_defrag_ratio = 1000;
2369 #endif
2370         if (!init_kmem_cache_nodes(s))
2371                 goto error;
2372
2373         if (alloc_kmem_cache_cpus(s))
2374                 return 1;
2375
2376         free_kmem_cache_nodes(s);
2377 error:
2378         if (flags & SLAB_PANIC)
2379                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2380                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2381                         s->name, (unsigned long)size, s->size, oo_order(s->oo),
2382                         s->offset, flags);
2383         return 0;
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Check if a given pointer is valid
2388  */
2389 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2390 {
2391         struct page *page;
2392
2393         if (!kern_ptr_validate(object, s->size))
2394                 return 0;
2395
2396         page = get_object_page(object);
2397
2398         if (!page || s != page->slab)
2399                 /* No slab or wrong slab */
2400                 return 0;
2401
2402         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2403                 return 0;
2404
2405         /*
2406          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2407          * But this would be too expensive and it seems that the main
2408          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2409          * to a certain slab.
2410          */
2411         return 1;
2412 }
2413 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2414
2415 /*
2416  * Determine the size of a slab object
2417  */
2418 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2419 {
2420         return s->objsize;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2423
2424 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2425 {
2426         return s->name;
2427 }
2428 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2429
2430 static void list_slab_objects(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2431                                                         const char *text)
2432 {
2433 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2434         void *addr = page_address(page);
2435         void *p;
2436         long *map = kzalloc(BITS_TO_LONGS(page->objects) * sizeof(long),
2437                             GFP_ATOMIC);
2438
2439         if (!map)
2440                 return;
2441         slab_err(s, page, "%s", text);
2442         slab_lock(page);
2443         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2444                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2445
2446         for_each_object(p, s, addr, page->objects) {
2447
2448                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2449                         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu\n",
2450                                                         p, p - addr);
2451                         print_tracking(s, p);
2452                 }
2453         }
2454         slab_unlock(page);
2455         kfree(map);
2456 #endif
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Attempt to free all partial slabs on a node.
2461  */
2462 static void free_partial(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2463 {
2464         unsigned long flags;
2465         struct page *page, *h;
2466
2467         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2468         list_for_each_entry_safe(page, h, &n->partial, lru) {
2469                 if (!page->inuse) {
2470                         list_del(&page->lru);
2471                         discard_slab(s, page);
2472                         n->nr_partial--;
2473                 } else {
2474                         list_slab_objects(s, page,
2475                                 "Objects remaining on kmem_cache_close()");
2476                 }
2477         }
2478         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2479 }
2480
2481 /*
2482  * Release all resources used by a slab cache.
2483  */
2484 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2485 {
2486         int node;
2487
2488         flush_all(s);
2489         free_percpu(s->cpu_slab);
2490         /* Attempt to free all objects */
2491         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2492                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2493
2494                 free_partial(s, n);
2495                 if (n->nr_partial || slabs_node(s, node))
2496                         return 1;
2497         }
2498         free_kmem_cache_nodes(s);
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 /*
2503  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2504  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2505  */
2506 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2507 {
2508         down_write(&slub_lock);
2509         s->refcount--;
2510         if (!s->refcount) {
2511                 list_del(&s->list);
2512                 if (kmem_cache_close(s)) {
2513                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: %s called for cache that "
2514                                 "still has objects.\n", s->name, __func__);
2515                         dump_stack();
2516                 }
2517                 if (s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2518                         rcu_barrier();
2519                 sysfs_slab_remove(s);
2520         }
2521         up_write(&slub_lock);
2522 }
2523 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2524
2525 /********************************************************************
2526  *              Kmalloc subsystem
2527  *******************************************************************/
2528
2529 struct kmem_cache *kmalloc_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2530 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2531
2532 static struct kmem_cache *kmem_cache;
2533
2534 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2535 static struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[SLUB_PAGE_SHIFT];
2536 #endif
2537
2538 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2539 {
2540         get_option(&str, &slub_min_order);
2541
2542         return 1;
2543 }
2544
2545 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2546
2547 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2548 {
2549         get_option(&str, &slub_max_order);
2550         slub_max_order = min(slub_max_order, MAX_ORDER - 1);
2551
2552         return 1;
2553 }
2554
2555 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2556
2557 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2558 {
2559         get_option(&str, &slub_min_objects);
2560
2561         return 1;
2562 }
2563
2564 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2565
2566 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2567 {
2568         slub_nomerge = 1;
2569         return 1;
2570 }
2571
2572 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2573
2574 static struct kmem_cache *__init create_kmalloc_cache(const char *name,
2575                                                 int size, unsigned int flags)
2576 {
2577         struct kmem_cache *s;
2578
2579         s = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
2580
2581         /*
2582          * This function is called with IRQs disabled during early-boot on
2583          * single CPU so there's no need to take slub_lock here.
2584          */
2585         if (!kmem_cache_open(s, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2586                                                                 flags, NULL))
2587                 goto panic;
2588
2589         list_add(&s->list, &slab_caches);
2590         return s;
2591
2592 panic:
2593         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2594         return NULL;
2595 }
2596
2597 /*
2598  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2599  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2600  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2601  * fls.
2602  */
2603 static s8 size_index[24] = {
2604         3,      /* 8 */
2605         4,      /* 16 */
2606         5,      /* 24 */
2607         5,      /* 32 */
2608         6,      /* 40 */
2609         6,      /* 48 */
2610         6,      /* 56 */
2611         6,      /* 64 */
2612         1,      /* 72 */
2613         1,      /* 80 */
2614         1,      /* 88 */
2615         1,      /* 96 */
2616         7,      /* 104 */
2617         7,      /* 112 */
2618         7,      /* 120 */
2619         7,      /* 128 */
2620         2,      /* 136 */
2621         2,      /* 144 */
2622         2,      /* 152 */
2623         2,      /* 160 */
2624         2,      /* 168 */
2625         2,      /* 176 */
2626         2,      /* 184 */
2627         2       /* 192 */
2628 };
2629
2630 static inline int size_index_elem(size_t bytes)
2631 {
2632         return (bytes - 1) / 8;
2633 }
2634
2635 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2636 {
2637         int index;
2638
2639         if (size <= 192) {
2640                 if (!size)
2641                         return ZERO_SIZE_PTR;
2642
2643                 index = size_index[size_index_elem(size)];
2644         } else
2645                 index = fls(size - 1);
2646
2647 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2648         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2649                 return kmalloc_dma_caches[index];
2650
2651 #endif
2652         return kmalloc_caches[index];
2653 }
2654
2655 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2656 {
2657         struct kmem_cache *s;
2658         void *ret;
2659
2660         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
2661                 return kmalloc_large(size, flags);
2662
2663         s = get_slab(size, flags);
2664
2665         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2666                 return s;
2667
2668         ret = slab_alloc(s, flags, NUMA_NO_NODE, _RET_IP_);
2669
2670         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags);
2671
2672         return ret;
2673 }
2674 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2675
2676 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2677 {
2678         struct page *page;
2679         void *ptr = NULL;
2680
2681         flags |= __GFP_COMP | __GFP_NOTRACK;
2682         page = alloc_pages_node(node, flags, get_order(size));
2683         if (page)
2684                 ptr = page_address(page);
2685
2686         kmemleak_alloc(ptr, size, 1, flags);
2687         return ptr;
2688 }
2689
2690 #ifdef CONFIG_NUMA
2691 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2692 {
2693         struct kmem_cache *s;
2694         void *ret;
2695
2696         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
2697                 ret = kmalloc_large_node(size, flags, node);
2698
2699                 trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
2700                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
2701                                    flags, node);
2702
2703                 return ret;
2704         }
2705
2706         s = get_slab(size, flags);
2707
2708         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2709                 return s;
2710
2711         ret = slab_alloc(s, flags, node, _RET_IP_);
2712
2713         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret, size, s->size, flags, node);
2714
2715         return ret;
2716 }
2717 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2718 #endif
2719
2720 size_t ksize(const void *object)
2721 {
2722         struct page *page;
2723         struct kmem_cache *s;
2724
2725         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2726                 return 0;
2727
2728         page = virt_to_head_page(object);
2729
2730         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2731                 WARN_ON(!PageCompound(page));
2732                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2733         }
2734         s = page->slab;
2735
2736 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2737         /*
2738          * Debugging requires use of the padding between object
2739          * and whatever may come after it.
2740          */
2741         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2742                 return s->objsize;
2743
2744 #endif
2745         /*
2746          * If we have the need to store the freelist pointer
2747          * back there or track user information then we can
2748          * only use the space before that information.
2749          */
2750         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2751                 return s->inuse;
2752         /*
2753          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2754          */
2755         return s->size;
2756 }
2757 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2758
2759 void kfree(const void *x)
2760 {
2761         struct page *page;
2762         void *object = (void *)x;
2763
2764         trace_kfree(_RET_IP_, x);
2765
2766         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2767                 return;
2768
2769         page = virt_to_head_page(x);
2770         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2771                 BUG_ON(!PageCompound(page));
2772                 kmemleak_free(x);
2773                 put_page(page);
2774                 return;
2775         }
2776         slab_free(page->slab, page, object, _RET_IP_);
2777 }
2778 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2779
2780 /*
2781  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2782  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2783  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2784  * and thus they can be removed from the partial lists.
2785  *
2786  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2787  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2788  * are freed in them.
2789  */
2790 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2791 {
2792         int node;
2793         int i;
2794         struct kmem_cache_node *n;
2795         struct page *page;
2796         struct page *t;
2797         int objects = oo_objects(s->max);
2798         struct list_head *slabs_by_inuse =
2799                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * objects, GFP_KERNEL);
2800         unsigned long flags;
2801
2802         if (!slabs_by_inuse)
2803                 return -ENOMEM;
2804
2805         flush_all(s);
2806         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2807                 n = get_node(s, node);
2808
2809                 if (!n->nr_partial)
2810                         continue;
2811
2812                 for (i = 0; i < objects; i++)
2813                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2814
2815                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2816
2817                 /*
2818                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2819                  *
2820                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2821                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2822                  */
2823                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2824                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2825                                 /*
2826                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2827                                  * may have freed the last object and be
2828                                  * waiting to release the slab.
2829                                  */
2830                                 list_del(&page->lru);
2831                                 n->nr_partial--;
2832                                 slab_unlock(page);
2833                                 discard_slab(s, page);
2834                         } else {
2835                                 list_move(&page->lru,
2836                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2837                         }
2838                 }
2839
2840                 /*
2841                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2842                  * first and the least used slabs at the end.
2843                  */
2844                 for (i = objects - 1; i >= 0; i--)
2845                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2846
2847                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2848         }
2849
2850         kfree(slabs_by_inuse);
2851         return 0;
2852 }
2853 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2854
2855 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2856 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2857 {
2858         struct kmem_cache *s;
2859
2860         down_read(&slub_lock);
2861         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2862                 kmem_cache_shrink(s);
2863         up_read(&slub_lock);
2864
2865         return 0;
2866 }
2867
2868 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2869 {
2870         struct kmem_cache_node *n;
2871         struct kmem_cache *s;
2872         struct memory_notify *marg = arg;
2873         int offline_node;
2874
2875         offline_node = marg->status_change_nid;
2876
2877         /*
2878          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2879          * for it yet.
2880          */
2881         if (offline_node < 0)
2882                 return;
2883
2884         down_read(&slub_lock);
2885         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2886                 n = get_node(s, offline_node);
2887                 if (n) {
2888                         /*
2889                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2890                          * that is going down. We were unable to free them,
2891                          * and offline_pages() function shouldn't call this
2892                          * callback. So, we must fail.
2893                          */
2894                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2895
2896                         s->node[offline_node] = NULL;
2897                         kmem_cache_free(kmem_cache_node, n);
2898                 }
2899         }
2900         up_read(&slub_lock);
2901 }
2902
2903 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2904 {
2905         struct kmem_cache_node *n;
2906         struct kmem_cache *s;
2907         struct memory_notify *marg = arg;
2908         int nid = marg->status_change_nid;
2909         int ret = 0;
2910
2911         /*
2912          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2913          * already created. Nothing to do.
2914          */
2915         if (nid < 0)
2916                 return 0;
2917
2918         /*
2919          * We are bringing a node online. No memory is available yet. We must
2920          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2921          * online.
2922          */
2923         down_read(&slub_lock);
2924         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2925                 /*
2926                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2927                  *      since memory is not yet available from the node that
2928                  *      is brought up.
2929                  */
2930                 n = kmem_cache_alloc(kmem_cache_node, GFP_KERNEL);
2931                 if (!n) {
2932                         ret = -ENOMEM;
2933                         goto out;
2934                 }
2935                 init_kmem_cache_node(n, s);
2936                 s->node[nid] = n;
2937         }
2938 out:
2939         up_read(&slub_lock);
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2944                                 unsigned long action, void *arg)
2945 {
2946         int ret = 0;
2947
2948         switch (action) {
2949         case MEM_GOING_ONLINE:
2950                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2951                 break;
2952         case MEM_GOING_OFFLINE:
2953                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2954                 break;
2955         case MEM_OFFLINE:
2956         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2957                 slab_mem_offline_callback(arg);
2958                 break;
2959         case MEM_ONLINE:
2960         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2961                 break;
2962         }
2963         if (ret)
2964                 ret = notifier_from_errno(ret);
2965         else
2966                 ret = NOTIFY_OK;
2967         return ret;
2968 }
2969
2970 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2971
2972 /********************************************************************
2973  *                      Basic setup of slabs
2974  *******************************************************************/
2975
2976 /*
2977  * Used for early kmem_cache structures that were allocated using
2978  * the page allocator
2979  */
2980
2981 static void __init kmem_cache_bootstrap_fixup(struct kmem_cache *s)
2982 {
2983         int node;
2984
2985         list_add(&s->list, &slab_caches);
2986         s->refcount = -1;
2987
2988         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2989                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2990                 struct page *p;
2991
2992                 if (n) {
2993                         list_for_each_entry(p, &n->partial, lru)
2994                                 p->slab = s;
2995
2996 #ifdef CONFIG_SLAB_DEBUG
2997                         list_for_each_entry(p, &n->full, lru)
2998                                 p->slab = s;
2999 #endif
3000                 }
3001         }
3002 }
3003
3004 void __init kmem_cache_init(void)
3005 {
3006         int i;
3007         int caches = 0;
3008         struct kmem_cache *temp_kmem_cache;
3009         int order;
3010         struct kmem_cache *temp_kmem_cache_node;
3011         unsigned long kmalloc_size;
3012
3013         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, node) +
3014                                 nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *);
3015
3016         /* Allocate two kmem_caches from the page allocator */
3017         kmalloc_size = ALIGN(kmem_size, cache_line_size());
3018         order = get_order(2 * kmalloc_size);
3019         kmem_cache = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT, order);
3020
3021         /*
3022          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
3023          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
3024          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
3025          */
3026         kmem_cache_node = (void *)kmem_cache + kmalloc_size;
3027
3028         kmem_cache_open(kmem_cache_node, "kmem_cache_node",
3029                 sizeof(struct kmem_cache_node),
3030                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3031
3032         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
3033
3034         /* Able to allocate the per node structures */
3035         slab_state = PARTIAL;
3036
3037         temp_kmem_cache = kmem_cache;
3038         kmem_cache_open(kmem_cache, "kmem_cache", kmem_size,
3039                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_PANIC, NULL);
3040         kmem_cache = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3041         memcpy(kmem_cache, temp_kmem_cache, kmem_size);
3042
3043         /*
3044          * Allocate kmem_cache_node properly from the kmem_cache slab.
3045          * kmem_cache_node is separately allocated so no need to
3046          * update any list pointers.
3047          */
3048         temp_kmem_cache_node = kmem_cache_node;
3049
3050         kmem_cache_node = kmem_cache_alloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
3051         memcpy(kmem_cache_node, temp_kmem_cache_node, kmem_size);
3052
3053         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache_node);
3054
3055         caches++;
3056         kmem_cache_bootstrap_fixup(kmem_cache);
3057         caches++;
3058         /* Free temporary boot structure */
3059         free_pages((unsigned long)temp_kmem_cache, order);
3060
3061         /* Now we can use the kmem_cache to allocate kmalloc slabs */
3062
3063         /*
3064          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
3065          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
3066          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
3067          *
3068          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
3069          * handle the index determination for the smaller caches.
3070          *
3071          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
3072          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
3073          */
3074         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
3075                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
3076
3077         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8) {
3078                 int elem = size_index_elem(i);
3079                 if (elem >= ARRAY_SIZE(size_index))
3080                         break;
3081                 size_index[elem] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
3082         }
3083
3084         if (KMALLOC_MIN_SIZE == 64) {
3085                 /*
3086                  * The 96 byte size cache is not used if the alignment
3087                  * is 64 byte.
3088                  */
3089                 for (i = 64 + 8; i <= 96; i += 8)
3090                         size_index[size_index_elem(i)] = 7;
3091         } else if (KMALLOC_MIN_SIZE == 128) {
3092                 /*
3093                  * The 192 byte sized cache is not used if the alignment
3094                  * is 128 byte. Redirect kmalloc to use the 256 byte cache
3095                  * instead.
3096                  */
3097                 for (i = 128 + 8; i <= 192; i += 8)
3098                         size_index[size_index_elem(i)] = 8;
3099         }
3100
3101         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
3102         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3103                 kmalloc_caches[1] = create_kmalloc_cache("kmalloc-96", 96, 0);
3104                 caches++;
3105         }
3106
3107         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3108                 kmalloc_caches[2] = create_kmalloc_cache("kmalloc-192", 192, 0);
3109                 caches++;
3110         }
3111
3112         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3113                 kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc", 1 << i, 0);
3114                 caches++;
3115         }
3116
3117         slab_state = UP;
3118
3119         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
3120         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 32) {
3121                 kmalloc_caches[1]->name = kstrdup(kmalloc_caches[1]->name, GFP_NOWAIT);
3122                 BUG_ON(!kmalloc_caches[1]->name);
3123         }
3124
3125         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
3126                 kmalloc_caches[2]->name = kstrdup(kmalloc_caches[2]->name, GFP_NOWAIT);
3127                 BUG_ON(!kmalloc_caches[2]->name);
3128         }
3129
3130         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3131                 char *s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", 1 << i);
3132
3133                 BUG_ON(!s);
3134                 kmalloc_caches[i]->name = s;
3135         }
3136
3137 #ifdef CONFIG_SMP
3138         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
3139 #endif
3140
3141 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3142         for (i = 0; i < SLUB_PAGE_SHIFT; i++) {
3143                 struct kmem_cache *s = kmalloc_caches[i];
3144
3145                 if (s && s->size) {
3146                         char *name = kasprintf(GFP_NOWAIT,
3147                                  "dma-kmalloc-%d", s->objsize);
3148
3149                         BUG_ON(!name);
3150                         kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(name,
3151                                 s->objsize, SLAB_CACHE_DMA);
3152                 }
3153         }
3154 #endif
3155         printk(KERN_INFO
3156                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
3157                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
3158                 caches, cache_line_size(),
3159                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
3160                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
3161 }
3162
3163 void __init kmem_cache_init_late(void)
3164 {
3165 }
3166
3167 /*
3168  * Find a mergeable slab cache
3169  */
3170 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
3171 {
3172         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3173                 return 1;
3174
3175         if (s->ctor)
3176                 return 1;
3177
3178         /*
3179          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3180          */
3181         if (s->refcount < 0)
3182                 return 1;
3183
3184         return 0;
3185 }
3186
3187 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3188                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3189                 void (*ctor)(void *))
3190 {
3191         struct kmem_cache *s;
3192
3193         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3194                 return NULL;
3195
3196         if (ctor)
3197                 return NULL;
3198
3199         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3200         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3201         size = ALIGN(size, align);
3202         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3203
3204         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3205                 if (slab_unmergeable(s))
3206                         continue;
3207
3208                 if (size > s->size)
3209                         continue;
3210
3211                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3212                                 continue;
3213                 /*
3214                  * Check if alignment is compatible.
3215                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3216                  */
3217                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3218                         continue;
3219
3220                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3221                         continue;
3222
3223                 return s;
3224         }
3225         return NULL;
3226 }
3227
3228 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3229                 size_t align, unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
3230 {
3231         struct kmem_cache *s;
3232         char *n;
3233
3234         if (WARN_ON(!name))
3235                 return NULL;
3236
3237         down_write(&slub_lock);
3238         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3239         if (s) {
3240                 s->refcount++;
3241                 /*
3242                  * Adjust the object sizes so that we clear
3243                  * the complete object on kzalloc.
3244                  */
3245                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3246                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3247
3248                 if (sysfs_slab_alias(s, name)) {
3249                         s->refcount--;
3250                         goto err;
3251                 }
3252                 up_write(&slub_lock);
3253                 return s;
3254         }
3255
3256         n = kstrdup(name, GFP_KERNEL);
3257         if (!n)
3258                 goto err;
3259
3260         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3261         if (s) {
3262                 if (kmem_cache_open(s, n,
3263                                 size, align, flags, ctor)) {
3264                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3265                         if (sysfs_slab_add(s)) {
3266                                 list_del(&s->list);
3267                                 kfree(n);
3268                                 kfree(s);
3269                                 goto err;
3270                         }
3271                         up_write(&slub_lock);
3272                         return s;
3273                 }
3274                 kfree(n);
3275                 kfree(s);
3276         }
3277         up_write(&slub_lock);
3278
3279 err:
3280         if (flags & SLAB_PANIC)
3281                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3282         else
3283                 s = NULL;
3284         return s;
3285 }
3286 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3287
3288 #ifdef CONFIG_SMP
3289 /*
3290  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3291  * necessary.
3292  */
3293 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3294                 unsigned long action, void *hcpu)
3295 {
3296         long cpu = (long)hcpu;
3297         struct kmem_cache *s;
3298         unsigned long flags;
3299
3300         switch (action) {
3301         case CPU_UP_CANCELED:
3302         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3303         case CPU_DEAD:
3304         case CPU_DEAD_FROZEN:
3305                 down_read(&slub_lock);
3306                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3307                         local_irq_save(flags);
3308                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3309                         local_irq_restore(flags);
3310                 }
3311                 up_read(&slub_lock);
3312                 break;
3313         default:
3314                 break;
3315         }
3316         return NOTIFY_OK;
3317 }
3318
3319 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3320         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3321 };
3322
3323 #endif
3324
3325 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, unsigned long caller)
3326 {
3327         struct kmem_cache *s;
3328         void *ret;
3329
3330         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE))
3331                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3332
3333         s = get_slab(size, gfpflags);
3334
3335         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3336                 return s;
3337
3338         ret = slab_alloc(s, gfpflags, NUMA_NO_NODE, caller);
3339
3340         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3341         trace_kmalloc(caller, ret, size, s->size, gfpflags);
3342
3343         return ret;
3344 }
3345
3346 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3347                                         int node, unsigned long caller)
3348 {
3349         struct kmem_cache *s;
3350         void *ret;
3351
3352         if (unlikely(size > SLUB_MAX_SIZE)) {
3353                 ret = kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3354
3355                 trace_kmalloc_node(caller, ret,
3356                                    size, PAGE_SIZE << get_order(size),
3357                                    gfpflags, node);
3358
3359                 return ret;
3360         }
3361
3362         s = get_slab(size, gfpflags);
3363
3364         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3365                 return s;
3366
3367         ret = slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3368
3369         /* Honor the call site pointer we recieved. */
3370         trace_kmalloc_node(caller, ret, size, s->size, gfpflags, node);
3371
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
3376 static int count_inuse(struct page *page)
3377 {
3378         return page->inuse;
3379 }
3380
3381 static int count_total(struct page *page)
3382 {
3383         return page->objects;
3384 }
3385
3386 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3387                                                 unsigned long *map)
3388 {
3389         void *p;
3390         void *addr = page_address(page);
3391
3392         if (!check_slab(s, page) ||
3393                         !on_freelist(s, page, NULL))
3394                 return 0;
3395
3396         /* Now we know that a valid freelist exists */
3397         bitmap_zero(map, page->objects);
3398
3399         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3400                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3401                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3402                         return 0;
3403         }
3404
3405         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3406                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3407                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3408                                 return 0;
3409         return 1;
3410 }
3411
3412 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3413                                                 unsigned long *map)
3414 {
3415         if (slab_trylock(page)) {
3416                 validate_slab(s, page, map);
3417                 slab_unlock(page);
3418         } else
3419                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3420                         s->name, page);
3421 }
3422
3423 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3424                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3425 {
3426         unsigned long count = 0;
3427         struct page *page;
3428         unsigned long flags;
3429
3430         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3431
3432         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3433                 validate_slab_slab(s, page, map);
3434                 count++;
3435         }
3436         if (count != n->nr_partial)
3437                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3438                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3439
3440         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3441                 goto out;
3442
3443         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3444                 validate_slab_slab(s, page, map);
3445                 count++;
3446         }
3447         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3448                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3449                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3450                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3451
3452 out:
3453         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3454         return count;
3455 }
3456
3457 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3458 {
3459         int node;
3460         unsigned long count = 0;
3461         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3462                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3463
3464         if (!map)
3465                 return -ENOMEM;
3466
3467         flush_all(s);
3468         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3469                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3470
3471                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3472         }
3473         kfree(map);
3474         return count;
3475 }
3476
3477 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3478 static void resiliency_test(void)
3479 {
3480         u8 *p;
3481
3482         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 16 || SLUB_PAGE_SHIFT < 10);
3483
3484         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3485         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3486         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3487
3488         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3489         p[16] = 0x12;
3490         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3491                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3492
3493         validate_slab_cache(kmalloc_caches[4]);
3494
3495         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3496         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3497         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3498         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3499                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3500         printk(KERN_ERR
3501                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3502
3503         validate_slab_cache(kmalloc_caches[5]);
3504         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3505         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3506         *p = 0x56;
3507         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3508                                                                         p);
3509         printk(KERN_ERR
3510                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3511         validate_slab_cache(kmalloc_caches[6]);
3512
3513         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3514         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3515         kfree(p);
3516         *p = 0x78;
3517         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3518         validate_slab_cache(kmalloc_caches[7]);
3519
3520         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3521         kfree(p);
3522         p[50] = 0x9a;
3523         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3524                         p);
3525         validate_slab_cache(kmalloc_caches[8]);
3526
3527         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3528         kfree(p);
3529         p[512] = 0xab;
3530         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3531         validate_slab_cache(kmalloc_caches[9]);
3532 }
3533 #else
3534 static void resiliency_test(void) {};
3535 #endif
3536
3537 /*
3538  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3539  * and freed.
3540  */
3541
3542 struct location {
3543         unsigned long count;
3544         unsigned long addr;
3545         long long sum_time;
3546         long min_time;
3547         long max_time;
3548         long min_pid;
3549         long max_pid;
3550         DECLARE_BITMAP(cpus, NR_CPUS);
3551         nodemask_t nodes;
3552 };
3553
3554 struct loc_track {
3555         unsigned long max;
3556         unsigned long count;
3557         struct location *loc;
3558 };
3559
3560 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3561 {
3562         if (t->max)
3563                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3564                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3565 }
3566
3567 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3568 {
3569         struct location *l;
3570         int order;
3571
3572         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3573
3574         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3575         if (!l)
3576                 return 0;
3577
3578         if (t->count) {
3579                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3580                 free_loc_track(t);
3581         }
3582         t->max = max;
3583         t->loc = l;
3584         return 1;
3585 }
3586
3587 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3588                                 const struct track *track)
3589 {
3590         long start, end, pos;
3591         struct location *l;
3592         unsigned long caddr;
3593         unsigned long age = jiffies - track->when;
3594
3595         start = -1;
3596         end = t->count;
3597
3598         for ( ; ; ) {
3599                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3600
3601                 /*
3602                  * There is nothing at "end". If we end up there
3603                  * we need to add something to before end.
3604                  */
3605                 if (pos == end)
3606                         break;
3607
3608                 caddr = t->loc[pos].addr;
3609                 if (track->addr == caddr) {
3610
3611                         l = &t->loc[pos];
3612                         l->count++;
3613                         if (track->when) {
3614                                 l->sum_time += age;
3615                                 if (age < l->min_time)
3616                                         l->min_time = age;
3617                                 if (age > l->max_time)
3618                                         l->max_time = age;
3619
3620                                 if (track->pid < l->min_pid)
3621                                         l->min_pid = track->pid;
3622                                 if (track->pid > l->max_pid)
3623                                         l->max_pid = track->pid;
3624
3625                                 cpumask_set_cpu(track->cpu,
3626                                                 to_cpumask(l->cpus));
3627                         }
3628                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3629                         return 1;
3630                 }
3631
3632                 if (track->addr < caddr)
3633                         end = pos;
3634                 else
3635                         start = pos;
3636         }
3637
3638         /*
3639          * Not found. Insert new tracking element.
3640          */
3641         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3642                 return 0;
3643
3644         l = t->loc + pos;
3645         if (pos < t->count)
3646                 memmove(l + 1, l,
3647                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3648         t->count++;
3649         l->count = 1;
3650         l->addr = track->addr;
3651         l->sum_time = age;
3652         l->min_time = age;
3653         l->max_time = age;
3654         l->min_pid = track->pid;
3655         l->max_pid = track->pid;
3656         cpumask_clear(to_cpumask(l->cpus));
3657         cpumask_set_cpu(track->cpu, to_cpumask(l->cpus));
3658         nodes_clear(l->nodes);
3659         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3660         return 1;
3661 }
3662
3663 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3664                 struct page *page, enum track_item alloc,
3665                 long *map)
3666 {
3667         void *addr = page_address(page);
3668         void *p;
3669
3670         bitmap_zero(map, page->objects);
3671         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3672                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3673
3674         for_each_object(p, s, addr, page->objects)
3675                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3676                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3677 }
3678
3679 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3680                                         enum track_item alloc)
3681 {
3682         int len = 0;
3683         unsigned long i;
3684         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3685         int node;
3686         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(oo_objects(s->max)) *
3687                                      sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3688
3689         if (!map || !alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3690                                      GFP_TEMPORARY)) {
3691                 kfree(map);
3692                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3693         }
3694         /* Push back cpu slabs */
3695         flush_all(s);
3696
3697         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3698                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3699                 unsigned long flags;
3700                 struct page *page;
3701
3702                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3703                         continue;
3704
3705                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3706                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3707                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3708                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3709                         process_slab(&t, s, page, alloc, map);
3710                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3711         }
3712
3713         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3714                 struct location *l = &t.loc[i];
3715
3716                 if (len > PAGE_SIZE - KSYM_SYMBOL_LEN - 100)
3717                         break;
3718                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3719
3720                 if (l->addr)
3721                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3722                 else
3723                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3724
3725                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3726                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3727                                 l->min_time,
3728                                 (long)div_u64(l->sum_time, l->count),
3729                                 l->max_time);
3730                 } else
3731                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3732                                 l->min_time);
3733
3734                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3735                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3736                                 l->min_pid, l->max_pid);
3737                 else
3738                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3739                                 l->min_pid);
3740
3741                 if (num_online_cpus() > 1 &&
3742                                 !cpumask_empty(to_cpumask(l->cpus)) &&
3743                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3744                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3745                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3746                                                  to_cpumask(l->cpus));
3747                 }
3748
3749                 if (nr_online_nodes > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3750                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3751                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3752                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3753                                         l->nodes);
3754                 }
3755
3756                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3757         }
3758
3759         free_loc_track(&t);
3760         kfree(map);
3761         if (!t.count)
3762                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3763         return len;
3764 }
3765
3766 enum slab_stat_type {
3767         SL_ALL,                 /* All slabs */
3768         SL_PARTIAL,             /* Only partially allocated slabs */
3769         SL_CPU,                 /* Only slabs used for cpu caches */
3770         SL_OBJECTS,             /* Determine allocated objects not slabs */
3771         SL_TOTAL                /* Determine object capacity not slabs */
3772 };
3773
3774 #define SO_ALL          (1 << SL_ALL)
3775 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3776 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3777 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3778 #define SO_TOTAL        (1 << SL_TOTAL)
3779
3780 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3781                             char *buf, unsigned long flags)
3782 {
3783         unsigned long total = 0;
3784         int node;
3785         int x;
3786         unsigned long *nodes;
3787         unsigned long *per_cpu;
3788
3789         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3790         if (!nodes)
3791                 return -ENOMEM;
3792         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3793
3794         if (flags & SO_CPU) {
3795                 int cpu;
3796
3797                 for_each_possible_cpu(cpu) {
3798                         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu);
3799
3800                         if (!c || c->node < 0)
3801                                 continue;
3802
3803                         if (c->page) {
3804                                         if (flags & SO_TOTAL)
3805                                                 x = c->page->objects;
3806                                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3807                                         x = c->page->inuse;
3808                                 else
3809                                         x = 1;
3810
3811                                 total += x;
3812                                 nodes[c->node] += x;
3813                         }
3814                         per_cpu[c->node]++;
3815                 }
3816         }
3817
3818         if (flags & SO_ALL) {
3819                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3820                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3821
3822                 if (flags & SO_TOTAL)
3823                         x = atomic_long_read(&n->total_objects);
3824                 else if (flags & SO_OBJECTS)
3825                         x = atomic_long_read(&n->total_objects) -
3826                                 count_partial(n, count_free);
3827
3828                         else
3829                                 x = atomic_long_read(&n->nr_slabs);
3830                         total += x;
3831                         nodes[node] += x;
3832                 }
3833
3834         } else if (flags & SO_PARTIAL) {
3835                 for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3836                         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3837
3838                         if (flags & SO_TOTAL)
3839                                 x = count_partial(n, count_total);
3840                         else if (flags & SO_OBJECTS)
3841                                 x = count_partial(n, count_inuse);
3842                         else
3843                                 x = n->nr_partial;
3844                         total += x;
3845                         nodes[node] += x;
3846                 }
3847         }
3848         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3849 #ifdef CONFIG_NUMA
3850         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3851                 if (nodes[node])
3852                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3853                                         node, nodes[node]);
3854 #endif
3855         kfree(nodes);
3856         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3857 }
3858
3859 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3860 {
3861         int node;
3862
3863         for_each_online_node(node) {
3864                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3865
3866                 if (!n)
3867                         continue;
3868
3869                 if (atomic_long_read(&n->total_objects))
3870                         return 1;
3871         }
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3876 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3877
3878 struct slab_attribute {
3879         struct attribute attr;
3880         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3881         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3882 };
3883
3884 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3885         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3886
3887 #define SLAB_ATTR(_name) \
3888         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3889         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3890
3891 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3892 {
3893         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3894 }
3895 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3896
3897 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3898 {
3899         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3900 }
3901 SLAB_ATTR_RO(align);
3902
3903 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3904 {
3905         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3906 }
3907 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3908
3909 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3910 {
3911         return sprintf(buf, "%d\n", oo_objects(s->oo));
3912 }
3913 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3914
3915 static ssize_t order_store(struct kmem_cache *s,
3916                                 const char *buf, size_t length)
3917 {
3918         unsigned long order;
3919         int err;
3920
3921         err = strict_strtoul(buf, 10, &order);
3922         if (err)
3923                 return err;
3924
3925         if (order > slub_max_order || order < slub_min_order)
3926                 return -EINVAL;
3927
3928         calculate_sizes(s, order);
3929         return length;
3930 }
3931
3932 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3933 {
3934         return sprintf(buf, "%d\n", oo_order(s->oo));
3935 }
3936 SLAB_ATTR(order);
3937
3938 static ssize_t min_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3939 {
3940         return sprintf(buf, "%lu\n", s->min_partial);
3941 }
3942
3943 static ssize_t min_partial_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3944                                  size_t length)
3945 {
3946         unsigned long min;
3947         int err;
3948
3949         err = strict_strtoul(buf, 10, &min);
3950         if (err)
3951                 return err;
3952
3953         set_min_partial(s, min);
3954         return length;
3955 }
3956 SLAB_ATTR(min_partial);
3957
3958 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3959 {
3960         if (s->ctor) {
3961                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3962
3963                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3964         }
3965         return 0;
3966 }
3967 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3968
3969 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3970 {
3971         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3972 }
3973 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3974
3975 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3976 {
3977         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL);
3978 }
3979 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3980
3981 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3982 {
3983         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3984 }
3985 SLAB_ATTR_RO(partial);
3986
3987 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3988 {
3989         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3990 }
3991 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3992
3993 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3994 {
3995         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_OBJECTS);
3996 }
3997 SLAB_ATTR_RO(objects);
3998
3999 static ssize_t objects_partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4000 {
4001         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL|SO_OBJECTS);
4002 }
4003 SLAB_ATTR_RO(objects_partial);
4004
4005 static ssize_t total_objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4006 {
4007         return show_slab_objects(s, buf, SO_ALL|SO_TOTAL);
4008 }
4009 SLAB_ATTR_RO(total_objects);
4010
4011 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4012 {
4013         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
4014 }
4015
4016 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
4017                                 const char *buf, size_t length)
4018 {
4019         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
4020         if (buf[0] == '1')
4021                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
4022         return length;
4023 }
4024 SLAB_ATTR(sanity_checks);
4025
4026 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4027 {
4028         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
4029 }
4030
4031 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4032                                                         size_t length)
4033 {
4034         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
4035         if (buf[0] == '1')
4036                 s->flags |= SLAB_TRACE;
4037         return length;
4038 }
4039 SLAB_ATTR(trace);
4040
4041 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4042 static ssize_t failslab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4043 {
4044         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_FAILSLAB));
4045 }
4046
4047 static ssize_t failslab_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
4048                                                         size_t length)
4049 {
4050         s->flags &= ~SLAB_FAILSLAB;
4051         if (buf[0] == '1')
4052                 s->flags |= SLAB_FAILSLAB;
4053         return length;
4054 }
4055 SLAB_ATTR(failslab);
4056 #endif
4057
4058 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4059 {
4060         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
4061 }
4062
4063 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
4064                                 const char *buf, size_t length)
4065 {
4066         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4067         if (buf[0] == '1')
4068                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
4069         return length;
4070 }
4071 SLAB_ATTR(reclaim_account);
4072
4073 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4074 {
4075         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
4076 }
4077 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
4078
4079 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4080 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4081 {
4082         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
4083 }
4084 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
4085 #endif
4086
4087 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4088 {
4089         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
4090 }
4091 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
4092
4093 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4094 {
4095         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
4096 }
4097
4098 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
4099                                 const char *buf, size_t length)
4100 {
4101         if (any_slab_objects(s))
4102                 return -EBUSY;
4103
4104         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
4105         if (buf[0] == '1')
4106                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
4107         calculate_sizes(s, -1);
4108         return length;
4109 }
4110 SLAB_ATTR(red_zone);
4111
4112 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4113 {
4114         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
4115 }
4116
4117 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
4118                                 const char *buf, size_t length)
4119 {
4120         if (any_slab_objects(s))
4121                 return -EBUSY;
4122
4123         s->flags &= ~SLAB_POISON;
4124         if (buf[0] == '1')
4125                 s->flags |= SLAB_POISON;
4126         calculate_sizes(s, -1);
4127         return length;
4128 }
4129 SLAB_ATTR(poison);
4130
4131 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4132 {
4133         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
4134 }
4135
4136 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
4137                                 const char *buf, size_t length)
4138 {
4139         if (any_slab_objects(s))
4140                 return -EBUSY;
4141
4142         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
4143         if (buf[0] == '1')
4144                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
4145         calculate_sizes(s, -1);
4146         return length;
4147 }
4148 SLAB_ATTR(store_user);
4149
4150 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4151 {
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
4156                         const char *buf, size_t length)
4157 {
4158         int ret = -EINVAL;
4159
4160         if (buf[0] == '1') {
4161                 ret = validate_slab_cache(s);
4162                 if (ret >= 0)
4163                         ret = length;
4164         }
4165         return ret;
4166 }
4167 SLAB_ATTR(validate);
4168
4169 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4170 {
4171         return 0;
4172 }
4173
4174 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
4175                         const char *buf, size_t length)
4176 {
4177         if (buf[0] == '1') {
4178                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
4179
4180                 if (rc)
4181                         return rc;
4182         } else
4183                 return -EINVAL;
4184         return length;
4185 }
4186 SLAB_ATTR(shrink);
4187
4188 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4189 {
4190         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4191                 return -ENOSYS;
4192         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
4193 }
4194 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
4195
4196 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4197 {
4198         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
4199                 return -ENOSYS;
4200         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
4201 }
4202 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
4203
4204 #ifdef CONFIG_NUMA
4205 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
4206 {
4207         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
4208 }
4209
4210 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
4211                                 const char *buf, size_t length)
4212 {
4213         unsigned long ratio;
4214         int err;
4215
4216         err = strict_strtoul(buf, 10, &ratio);
4217         if (err)
4218                 return err;
4219
4220         if (ratio <= 100)
4221                 s->remote_node_defrag_ratio = ratio * 10;
4222
4223         return length;
4224 }
4225 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
4226 #endif
4227
4228 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4229 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
4230 {
4231         unsigned long sum  = 0;
4232         int cpu;
4233         int len;
4234         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
4235
4236         if (!data)
4237                 return -ENOMEM;
4238
4239         for_each_online_cpu(cpu) {
4240                 unsigned x = per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si];
4241
4242                 data[cpu] = x;
4243                 sum += x;
4244         }
4245
4246         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4247
4248 #ifdef CONFIG_SMP
4249         for_each_online_cpu(cpu) {
4250                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4251                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4252         }
4253 #endif
4254         kfree(data);
4255         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4256 }
4257
4258 static void clear_stat(struct kmem_cache *s, enum stat_item si)
4259 {
4260         int cpu;
4261
4262         for_each_online_cpu(cpu)
4263                 per_cpu_ptr(s->cpu_slab, cpu)->stat[si] = 0;
4264 }
4265
4266 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4267 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4268 {                                                               \
4269         return show_stat(s, buf, si);                           \
4270 }                                                               \
4271 static ssize_t text##_store(struct kmem_cache *s,               \
4272                                 const char *buf, size_t length) \
4273 {                                                               \
4274         if (buf[0] != '0')                                      \
4275                 return -EINVAL;                                 \
4276         clear_stat(s, si);                                      \
4277         return length;                                          \
4278 }                                                               \
4279 SLAB_ATTR(text);                                                \
4280
4281 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4282 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4283 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4284 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4285 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4286 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4287 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4288 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4289 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4290 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4291 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4292 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4293 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4294 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4295 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4296 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4297 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4298 STAT_ATTR(ORDER_FALLBACK, order_fallback);
4299 #endif
4300
4301 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4302         &slab_size_attr.attr,
4303         &object_size_attr.attr,
4304         &objs_per_slab_attr.attr,
4305         &order_attr.attr,
4306         &min_partial_attr.attr,
4307         &objects_attr.attr,
4308         &objects_partial_attr.attr,
4309         &total_objects_attr.attr,
4310         &slabs_attr.attr,
4311         &partial_attr.attr,
4312         &cpu_slabs_attr.attr,
4313         &ctor_attr.attr,
4314         &aliases_attr.attr,
4315         &align_attr.attr,
4316         &sanity_checks_attr.attr,
4317         &trace_attr.attr,
4318         &hwcache_align_attr.attr,
4319         &reclaim_account_attr.attr,
4320         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4321         &red_zone_attr.attr,
4322         &poison_attr.attr,
4323         &store_user_attr.attr,
4324         &validate_attr.attr,
4325         &shrink_attr.attr,
4326         &alloc_calls_attr.attr,
4327         &free_calls_attr.attr,
4328 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4329         &cache_dma_attr.attr,
4330 #endif
4331 #ifdef CONFIG_NUMA
4332         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4333 #endif
4334 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4335         &alloc_fastpath_attr.attr,
4336         &alloc_slowpath_attr.attr,
4337         &free_fastpath_attr.attr,
4338         &free_slowpath_attr.attr,
4339         &free_frozen_attr.attr,
4340         &free_add_partial_attr.attr,
4341         &free_remove_partial_attr.attr,
4342         &alloc_from_partial_attr.attr,
4343         &alloc_slab_attr.attr,
4344         &alloc_refill_attr.attr,
4345         &free_slab_attr.attr,
4346         &cpuslab_flush_attr.attr,
4347         &deactivate_full_attr.attr,
4348         &deactivate_empty_attr.attr,
4349         &deactivate_to_head_attr.attr,
4350         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4351         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4352         &order_fallback_attr.attr,
4353 #endif
4354 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
4355         &failslab_attr.attr,
4356 #endif
4357
4358         NULL
4359 };
4360
4361 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4362         .attrs = slab_attrs,
4363 };
4364
4365 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4366                                 struct attribute *attr,
4367                                 char *buf)
4368 {
4369         struct slab_attribute *attribute;
4370         struct kmem_cache *s;
4371         int err;
4372
4373         attribute = to_slab_attr(attr);
4374         s = to_slab(kobj);
4375
4376         if (!attribute->show)
4377                 return -EIO;
4378
4379         err = attribute->show(s, buf);
4380
4381         return err;
4382 }
4383
4384 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4385                                 struct attribute *attr,
4386                                 const char *buf, size_t len)
4387 {
4388         struct slab_attribute *attribute;
4389         struct kmem_cache *s;
4390         int err;
4391
4392         attribute = to_slab_attr(attr);
4393         s = to_slab(kobj);
4394
4395         if (!attribute->store)
4396                 return -EIO;
4397
4398         err = attribute->store(s, buf, len);
4399
4400         return err;
4401 }
4402
4403 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4404 {
4405         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4406
4407         kfree(s->name);
4408         kfree(s);
4409 }
4410
4411 static const struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4412         .show = slab_attr_show,
4413         .store = slab_attr_store,
4414 };
4415
4416 static struct kobj_type slab_ktype = {
4417         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4418         .release = kmem_cache_release
4419 };
4420
4421 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4422 {
4423         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4424
4425         if (ktype == &slab_ktype)
4426                 return 1;
4427         return 0;
4428 }
4429
4430 static const struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4431         .filter = uevent_filter,
4432 };
4433
4434 static struct kset *slab_kset;
4435
4436 #define ID_STR_LENGTH 64
4437
4438 /* Create a unique string id for a slab cache:
4439  *
4440  * Format       :[flags-]size
4441  */
4442 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4443 {
4444         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4445         char *p = name;
4446
4447         BUG_ON(!name);
4448
4449         *p++ = ':';
4450         /*
4451          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4452          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4453          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4454          * are matched during merging to guarantee that the id is
4455          * unique.
4456          */
4457         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4458                 *p++ = 'd';
4459         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4460                 *p++ = 'a';
4461         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4462                 *p++ = 'F';
4463         if (!(s->flags & SLAB_NOTRACK))
4464                 *p++ = 't';
4465         if (p != name + 1)
4466                 *p++ = '-';
4467         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4468         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4469         return name;
4470 }
4471
4472 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4473 {
4474         int err;
4475         const char *name;
4476         int unmergeable;
4477
4478         if (slab_state < SYSFS)
4479                 /* Defer until later */
4480                 return 0;
4481
4482         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4483         if (unmergeable) {
4484                 /*
4485                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4486                  * This is typically the case for debug situations. In that
4487                  * case we can catch duplicate names easily.
4488                  */
4489                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4490                 name = s->name;
4491         } else {
4492                 /*
4493                  * Create a unique name for the slab as a target
4494                  * for the symlinks.
4495                  */
4496                 name = create_unique_id(s);
4497         }
4498
4499         s->kobj.kset = slab_kset;
4500         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4501         if (err) {
4502                 kobject_put(&s->kobj);
4503                 return err;
4504         }
4505
4506         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4507         if (err) {
4508                 kobject_del(&s->kobj);
4509                 kobject_put(&s->kobj);
4510                 return err;
4511         }
4512         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4513         if (!unmergeable) {
4514                 /* Setup first alias */
4515                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4516                 kfree(name);
4517         }
4518         return 0;
4519 }
4520
4521 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4522 {
4523         if (slab_state < SYSFS)
4524                 /*
4525                  * Sysfs has not been setup yet so no need to remove the
4526                  * cache from sysfs.
4527                  */
4528                 return;
4529
4530         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4531         kobject_del(&s->kobj);
4532         kobject_put(&s->kobj);
4533 }
4534
4535 /*
4536  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4537  * available lest we lose that information.
4538  */
4539 struct saved_alias {
4540         struct kmem_cache *s;
4541         const char *name;
4542         struct saved_alias *next;
4543 };
4544
4545 static struct saved_alias *alias_list;
4546
4547 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4548 {
4549         struct saved_alias *al;
4550
4551         if (slab_state == SYSFS) {
4552                 /*
4553                  * If we have a leftover link then remove it.
4554                  */
4555                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4556                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4557         }
4558
4559         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4560         if (!al)
4561                 return -ENOMEM;
4562
4563         al->s = s;
4564         al->name = name;
4565         al->next = alias_list;
4566         alias_list = al;
4567         return 0;
4568 }
4569
4570 static int __init slab_sysfs_init(void)
4571 {
4572         struct kmem_cache *s;
4573         int err;
4574
4575         down_write(&slub_lock);
4576
4577         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4578         if (!slab_kset) {
4579                 up_write(&slub_lock);
4580                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4581                 return -ENOSYS;
4582         }
4583
4584         slab_state = SYSFS;
4585
4586         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4587                 err = sysfs_slab_add(s);
4588                 if (err)
4589                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4590                                                 " to sysfs\n", s->name);
4591         }
4592
4593         while (alias_list) {
4594                 struct saved_alias *al = alias_list;
4595
4596                 alias_list = alias_list->next;
4597                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4598                 if (err)
4599                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4600                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4601                 kfree(al);
4602         }
4603
4604         up_write(&slub_lock);
4605         resiliency_test();
4606         return 0;
4607 }
4608
4609 __initcall(slab_sysfs_init);
4610 #endif
4611
4612 /*
4613  * The /proc/slabinfo ABI
4614  */
4615 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4616 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4617 {
4618         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4619         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4620                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4621         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4622         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4623         seq_putc(m, '\n');
4624 }
4625
4626 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4627 {
4628         loff_t n = *pos;
4629
4630         down_read(&slub_lock);
4631         if (!n)
4632                 print_slabinfo_header(m);
4633
4634         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4635 }
4636
4637 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4638 {
4639         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4640 }
4641
4642 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4643 {
4644         up_read(&slub_lock);
4645 }
4646
4647 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4648 {
4649         unsigned long nr_partials = 0;
4650         unsigned long nr_slabs = 0;
4651         unsigned long nr_inuse = 0;
4652         unsigned long nr_objs = 0;
4653         unsigned long nr_free = 0;
4654         struct kmem_cache *s;
4655         int node;
4656
4657         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4658
4659         for_each_online_node(node) {
4660                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4661
4662                 if (!n)
4663                         continue;
4664
4665                 nr_partials += n->nr_partial;
4666                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4667                 nr_objs += atomic_long_read(&n->total_objects);
4668                 nr_free += count_partial(n, count_free);
4669         }
4670
4671         nr_inuse = nr_objs - nr_free;
4672
4673         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4674                    nr_objs, s->size, oo_objects(s->oo),
4675                    (1 << oo_order(s->oo)));
4676         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4677         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4678                    0UL);
4679         seq_putc(m, '\n');
4680         return 0;
4681 }
4682
4683 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4684         .start = s_start,
4685         .next = s_next,
4686         .stop = s_stop,
4687         .show = s_show,
4688 };
4689
4690 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4691 {
4692         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4693 }
4694
4695 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4696         .open           = slabinfo_open,
4697         .read           = seq_read,
4698         .llseek         = seq_lseek,
4699         .release        = seq_release,
4700 };
4701
4702 static int __init slab_proc_init(void)
4703 {
4704         proc_create("slabinfo", S_IRUGO, NULL, &proc_slabinfo_operations);
4705         return 0;
4706 }
4707 module_init(slab_proc_init);
4708 #endif /* CONFIG_SLABINFO */