19ebbfb2068911aba8b76c3680621c58752da7f5
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23 #include <linux/memory.h>
24
25 /*
26  * Lock order:
27  *   1. slab_lock(page)
28  *   2. slab->list_lock
29  *
30  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
31  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
32  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
33  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
34  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
35  *   the page_struct of the slab.
36  *
37  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
38  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
39  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
40  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
41  *   modified without taking the list lock).
42  *
43  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
44  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
45  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
46  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
47  *   the list lock.
48  *
49  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
50  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
51  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
52  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
53  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
54  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
55  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
56  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
57  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
58  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
59  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
60  *   no danger of cacheline contention.
61  *
62  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
63  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
64  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
65  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
66  *
67  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
68  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
69  *
70  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
71  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
72  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
73  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
74  * cannot scan all objects.
75  *
76  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
77  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
78  * fast frees and allocs.
79  *
80  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
81  *
82  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
83  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
84  *                      such as satisfying allocations for a specific
85  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
86  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
87  *                      list operations. It is up to the processor holding
88  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
89  *                      when the slab is no longer needed.
90  *
91  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
92  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
93  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
94  *                      freelist that allows lockless access to
95  *                      free objects in addition to the regular freelist
96  *                      that requires the slab lock.
97  *
98  * PageError            Slab requires special handling due to debug
99  *                      options set. This moves slab handling out of
100  *                      the fast path and disables lockless freelists.
101  */
102
103 #define FROZEN (1 << PG_active)
104
105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
106 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
107 #else
108 #define SLABDEBUG 0
109 #endif
110
111 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
112 {
113         return page->flags & FROZEN;
114 }
115
116 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
117 {
118         page->flags |= FROZEN;
119 }
120
121 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
122 {
123         page->flags &= ~FROZEN;
124 }
125
126 static inline int SlabDebug(struct page *page)
127 {
128         return page->flags & SLABDEBUG;
129 }
130
131 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
132 {
133         page->flags |= SLABDEBUG;
134 }
135
136 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
137 {
138         page->flags &= ~SLABDEBUG;
139 }
140
141 /*
142  * Issues still to be resolved:
143  *
144  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
145  *
146  * - Variable sizing of the per node arrays
147  */
148
149 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
150 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
151
152 #if PAGE_SHIFT <= 12
153
154 /*
155  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
156  */
157 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
158 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
159
160 #else
161
162 /*
163  * Large page machines are customarily able to handle larger
164  * page orders.
165  */
166 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
167 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
168
169 #endif
170
171 /*
172  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
173  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
174  */
175 #define MIN_PARTIAL 5
176
177 /*
178  * Maximum number of desirable partial slabs.
179  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
180  * sort the partial list by the number of objects in the.
181  */
182 #define MAX_PARTIAL 10
183
184 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
185                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
186
187 /*
188  * Set of flags that will prevent slab merging
189  */
190 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
191                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
192
193 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
194                 SLAB_CACHE_DMA)
195
196 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
197 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
198 #endif
199
200 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
201 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 /* Internal SLUB flags */
205 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
206 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
207 #define __KMALLOC_CACHE         0x20000000 /* objects freed using kfree */
208 #define __PAGE_ALLOC_FALLBACK   0x10000000 /* Allow fallback to page alloc */
209
210 /* Not all arches define cache_line_size */
211 #ifndef cache_line_size
212 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
213 #endif
214
215 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
216
217 #ifdef CONFIG_SMP
218 static struct notifier_block slab_notifier;
219 #endif
220
221 static enum {
222         DOWN,           /* No slab functionality available */
223         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
224         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
225         SYSFS           /* Sysfs up */
226 } slab_state = DOWN;
227
228 /* A list of all slab caches on the system */
229 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
230 static LIST_HEAD(slab_caches);
231
232 /*
233  * Tracking user of a slab.
234  */
235 struct track {
236         void *addr;             /* Called from address */
237         int cpu;                /* Was running on cpu */
238         int pid;                /* Pid context */
239         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
240 };
241
242 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
243
244 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
245 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
247 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
248
249 #else
250 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
252                                                         { return 0; }
253 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
254 {
255         kfree(s);
256 }
257
258 #endif
259
260 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
261 {
262 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
263         c->stat[si]++;
264 #endif
265 }
266
267 /********************************************************************
268  *                      Core slab cache functions
269  *******************************************************************/
270
271 int slab_is_available(void)
272 {
273         return slab_state >= UP;
274 }
275
276 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
277 {
278 #ifdef CONFIG_NUMA
279         return s->node[node];
280 #else
281         return &s->local_node;
282 #endif
283 }
284
285 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SMP
288         return s->cpu_slab[cpu];
289 #else
290         return &s->cpu_slab;
291 #endif
292 }
293
294 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
295 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
296                                 struct page *page, const void *object)
297 {
298         void *base;
299
300         if (!object)
301                 return 1;
302
303         base = page_address(page);
304         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
305                 (object - base) % s->size) {
306                 return 0;
307         }
308
309         return 1;
310 }
311
312 /*
313  * Slow version of get and set free pointer.
314  *
315  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
316  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
317  * from the page struct.
318  */
319 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
320 {
321         return *(void **)(object + s->offset);
322 }
323
324 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
325 {
326         *(void **)(object + s->offset) = fp;
327 }
328
329 /* Loop over all objects in a slab */
330 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
331         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
332                         __p += (__s)->size)
333
334 /* Scan freelist */
335 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
336         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
337
338 /* Determine object index from a given position */
339 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
340 {
341         return (p - addr) / s->size;
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355
356 /*
357  * Object debugging
358  */
359 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
360 {
361         int i, offset;
362         int newline = 1;
363         char ascii[17];
364
365         ascii[16] = 0;
366
367         for (i = 0; i < length; i++) {
368                 if (newline) {
369                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
370                         newline = 0;
371                 }
372                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
373                 offset = i % 16;
374                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
375                 if (offset == 15) {
376                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
377                         newline = 1;
378                 }
379         }
380         if (!newline) {
381                 i %= 16;
382                 while (i < 16) {
383                         printk(KERN_CONT "   ");
384                         ascii[i] = ' ';
385                         i++;
386                 }
387                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
388         }
389 }
390
391 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
392         enum track_item alloc)
393 {
394         struct track *p;
395
396         if (s->offset)
397                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
398         else
399                 p = object + s->inuse;
400
401         return p + alloc;
402 }
403
404 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405                                 enum track_item alloc, void *addr)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         p += alloc;
415         if (addr) {
416                 p->addr = addr;
417                 p->cpu = smp_processor_id();
418                 p->pid = current ? current->pid : -1;
419                 p->when = jiffies;
420         } else
421                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
422 }
423
424 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
425 {
426         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
427                 return;
428
429         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
430         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
431 }
432
433 static void print_track(const char *s, struct track *t)
434 {
435         if (!t->addr)
436                 return;
437
438         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
439         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
440         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
441 }
442
443 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
444 {
445         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
446                 return;
447
448         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
449         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
450 }
451
452 static void print_page_info(struct page *page)
453 {
454         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
455                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
456
457 }
458
459 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "========================================"
468                         "=====================================\n");
469         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
470         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
471                         "-------------------------------------\n\n");
472 }
473
474 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
475 {
476         va_list args;
477         char buf[100];
478
479         va_start(args, fmt);
480         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
481         va_end(args);
482         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
483 }
484
485 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
486 {
487         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
488         u8 *addr = page_address(page);
489
490         print_tracking(s, p);
491
492         print_page_info(page);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
495                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
496
497         if (p > addr + 16)
498                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
499
500         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
501
502         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
503                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
504                         s->inuse - s->objsize);
505
506         if (s->offset)
507                 off = s->offset + sizeof(void *);
508         else
509                 off = s->inuse;
510
511         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
512                 off += 2 * sizeof(struct track);
513
514         if (off != s->size)
515                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
516                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
517
518         dump_stack();
519 }
520
521 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
522                         u8 *object, char *reason)
523 {
524         slab_bug(s, "%s", reason);
525         print_trailer(s, page, object);
526 }
527
528 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
529 {
530         va_list args;
531         char buf[100];
532
533         va_start(args, fmt);
534         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
535         va_end(args);
536         slab_bug(s, "%s", buf);
537         print_page_info(page);
538         dump_stack();
539 }
540
541 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
542 {
543         u8 *p = object;
544
545         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
546                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
547                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
548         }
549
550         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
551                 memset(p + s->objsize,
552                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
553                         s->inuse - s->objsize);
554 }
555
556 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
557 {
558         while (bytes) {
559                 if (*start != (u8)value)
560                         return start;
561                 start++;
562                 bytes--;
563         }
564         return NULL;
565 }
566
567 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
568                                                 void *from, void *to)
569 {
570         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
571         memset(from, data, to - from);
572 }
573
574 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
575                         u8 *object, char *what,
576                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
577 {
578         u8 *fault;
579         u8 *end;
580
581         fault = check_bytes(start, value, bytes);
582         if (!fault)
583                 return 1;
584
585         end = start + bytes;
586         while (end > fault && end[-1] == value)
587                 end--;
588
589         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
590         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
591                                         fault, end - 1, fault[0], value);
592         print_trailer(s, page, object);
593
594         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
595         return 0;
596 }
597
598 /*
599  * Object layout:
600  *
601  * object address
602  *      Bytes of the object to be managed.
603  *      If the freepointer may overlay the object then the free
604  *      pointer is the first word of the object.
605  *
606  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
607  *      0xa5 (POISON_END)
608  *
609  * object + s->objsize
610  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
611  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
612  *      objsize == inuse.
613  *
614  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
615  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
616  *
617  * object + s->inuse
618  *      Meta data starts here.
619  *
620  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
621  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
622  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
623  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
624  *              before the word boundary.
625  *
626  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
627  *
628  * object + s->size
629  *      Nothing is used beyond s->size.
630  *
631  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
632  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
633  * may be used with merged slabcaches.
634  */
635
636 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
637 {
638         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
639
640         if (s->offset)
641                 /* Freepointer is placed after the object. */
642                 off += sizeof(void *);
643
644         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
645                 /* We also have user information there */
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (s->size == off)
649                 return 1;
650
651         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
652                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
653 }
654
655 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
656 {
657         u8 *start;
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660         int length;
661         int remainder;
662
663         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
664                 return 1;
665
666         start = page_address(page);
667         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
668         length = s->objects * s->size;
669         remainder = end - (start + length);
670         if (!remainder)
671                 return 1;
672
673         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
674         if (!fault)
675                 return 1;
676         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
677                 end--;
678
679         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
680         print_section("Padding", start, length);
681
682         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
683         return 0;
684 }
685
686 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
687                                         void *object, int active)
688 {
689         u8 *p = object;
690         u8 *endobject = object + s->objsize;
691
692         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
693                 unsigned int red =
694                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
695
696                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
697                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
698                         return 0;
699         } else {
700                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
701                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
702                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
703                 }
704         }
705
706         if (s->flags & SLAB_POISON) {
707                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
708                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
709                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
710                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
711                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
712                         return 0;
713                 /*
714                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
715                  */
716                 check_pad_bytes(s, page, p);
717         }
718
719         if (!s->offset && active)
720                 /*
721                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
722                  * freepointer while object is allocated.
723                  */
724                 return 1;
725
726         /* Check free pointer validity */
727         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
728                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
729                 /*
730                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
731                  * of the free objects in this slab. May cause
732                  * another error because the object count is now wrong.
733                  */
734                 set_freepointer(s, p, NULL);
735                 return 0;
736         }
737         return 1;
738 }
739
740 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
741 {
742         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
743
744         if (!PageSlab(page)) {
745                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
746                 return 0;
747         }
748         if (page->inuse > s->objects) {
749                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
750                         s->name, page->inuse, s->objects);
751                 return 0;
752         }
753         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
754         slab_pad_check(s, page);
755         return 1;
756 }
757
758 /*
759  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
760  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
761  */
762 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
763 {
764         int nr = 0;
765         void *fp = page->freelist;
766         void *object = NULL;
767
768         while (fp && nr <= s->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = s->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         if (page->inuse != s->objects - nr) {
792                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
793                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
794                 page->inuse = s->objects - nr;
795                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
796         }
797         return search == NULL;
798 }
799
800 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
801 {
802         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
803                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
804                         s->name,
805                         alloc ? "alloc" : "free",
806                         object, page->inuse,
807                         page->freelist);
808
809                 if (!alloc)
810                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
811
812                 dump_stack();
813         }
814 }
815
816 /*
817  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
818  */
819 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
820 {
821         spin_lock(&n->list_lock);
822         list_add(&page->lru, &n->full);
823         spin_unlock(&n->list_lock);
824 }
825
826 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
827 {
828         struct kmem_cache_node *n;
829
830         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
831                 return;
832
833         n = get_node(s, page_to_nid(page));
834
835         spin_lock(&n->list_lock);
836         list_del(&page->lru);
837         spin_unlock(&n->list_lock);
838 }
839
840 /* Tracking of the number of slabs for debugging purposes */
841 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
842 {
843         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
844
845         return atomic_long_read(&n->nr_slabs);
846 }
847
848 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
849 {
850         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
851
852         /*
853          * May be called early in order to allocate a slab for the
854          * kmem_cache_node structure. Solve the chicken-egg
855          * dilemma by deferring the increment of the count during
856          * bootstrap (see early_kmem_cache_node_alloc).
857          */
858         if (!NUMA_BUILD || n)
859                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
860 }
861 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
862 {
863         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
864
865         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
866 }
867
868 /* Object debug checks for alloc/free paths */
869 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
870                                                                 void *object)
871 {
872         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
873                 return;
874
875         init_object(s, object, 0);
876         init_tracking(s, object);
877 }
878
879 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
880                                                 void *object, void *addr)
881 {
882         if (!check_slab(s, page))
883                 goto bad;
884
885         if (!on_freelist(s, page, object)) {
886                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
887                 goto bad;
888         }
889
890         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
891                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
892                 goto bad;
893         }
894
895         if (!check_object(s, page, object, 0))
896                 goto bad;
897
898         /* Success perform special debug activities for allocs */
899         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
900                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
901         trace(s, page, object, 1);
902         init_object(s, object, 1);
903         return 1;
904
905 bad:
906         if (PageSlab(page)) {
907                 /*
908                  * If this is a slab page then lets do the best we can
909                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
910                  * as used avoids touching the remaining objects.
911                  */
912                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
913                 page->inuse = s->objects;
914                 page->freelist = NULL;
915         }
916         return 0;
917 }
918
919 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
920                                                 void *object, void *addr)
921 {
922         if (!check_slab(s, page))
923                 goto fail;
924
925         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
926                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
927                 goto fail;
928         }
929
930         if (on_freelist(s, page, object)) {
931                 object_err(s, page, object, "Object already free");
932                 goto fail;
933         }
934
935         if (!check_object(s, page, object, 1))
936                 return 0;
937
938         if (unlikely(s != page->slab)) {
939                 if (!PageSlab(page)) {
940                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
941                                 "outside of slab", object);
942                 } else if (!page->slab) {
943                         printk(KERN_ERR
944                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
945                                                 object);
946                         dump_stack();
947                 } else
948                         object_err(s, page, object,
949                                         "page slab pointer corrupt.");
950                 goto fail;
951         }
952
953         /* Special debug activities for freeing objects */
954         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
955                 remove_full(s, page);
956         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
957                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
958         trace(s, page, object, 0);
959         init_object(s, object, 0);
960         return 1;
961
962 fail:
963         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
964         return 0;
965 }
966
967 static int __init setup_slub_debug(char *str)
968 {
969         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
970         if (*str++ != '=' || !*str)
971                 /*
972                  * No options specified. Switch on full debugging.
973                  */
974                 goto out;
975
976         if (*str == ',')
977                 /*
978                  * No options but restriction on slabs. This means full
979                  * debugging for slabs matching a pattern.
980                  */
981                 goto check_slabs;
982
983         slub_debug = 0;
984         if (*str == '-')
985                 /*
986                  * Switch off all debugging measures.
987                  */
988                 goto out;
989
990         /*
991          * Determine which debug features should be switched on
992          */
993         for (; *str && *str != ','; str++) {
994                 switch (tolower(*str)) {
995                 case 'f':
996                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
997                         break;
998                 case 'z':
999                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1000                         break;
1001                 case 'p':
1002                         slub_debug |= SLAB_POISON;
1003                         break;
1004                 case 'u':
1005                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1006                         break;
1007                 case 't':
1008                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
1009                         break;
1010                 default:
1011                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1012                                 "unknown. skipped\n", *str);
1013                 }
1014         }
1015
1016 check_slabs:
1017         if (*str == ',')
1018                 slub_debug_slabs = str + 1;
1019 out:
1020         return 1;
1021 }
1022
1023 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1024
1025 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1026         unsigned long flags, const char *name,
1027         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1028 {
1029         /*
1030          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1031          */
1032         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1033             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1034                         flags |= slub_debug;
1035
1036         return flags;
1037 }
1038 #else
1039 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1040                         struct page *page, void *object) {}
1041
1042 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1043         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1044
1045 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1046         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1047
1048 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1049                         { return 1; }
1050 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1051                         void *object, int active) { return 1; }
1052 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1053 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1054         unsigned long flags, const char *name,
1055         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1056 {
1057         return flags;
1058 }
1059 #define slub_debug 0
1060
1061 static inline unsigned long slabs_node(struct kmem_cache *s, int node)
1062                                                         { return 0; }
1063 static inline void inc_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node) {}
1064 static inline void dec_slabs_node(struct kmem_cache *s, int node) {}
1065 #endif
1066 /*
1067  * Slab allocation and freeing
1068  */
1069 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1070 {
1071         struct page *page;
1072         int pages = 1 << s->order;
1073
1074         flags |= s->allocflags;
1075
1076         if (node == -1)
1077                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1078         else
1079                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1080
1081         if (!page)
1082                 return NULL;
1083
1084         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1085                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1086                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1087                 pages);
1088
1089         return page;
1090 }
1091
1092 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1093                                 void *object)
1094 {
1095         setup_object_debug(s, page, object);
1096         if (unlikely(s->ctor))
1097                 s->ctor(s, object);
1098 }
1099
1100 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1101 {
1102         struct page *page;
1103         void *start;
1104         void *last;
1105         void *p;
1106
1107         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1108
1109         page = allocate_slab(s,
1110                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1111         if (!page)
1112                 goto out;
1113
1114         inc_slabs_node(s, page_to_nid(page));
1115         page->slab = s;
1116         page->flags |= 1 << PG_slab;
1117         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1118                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1119                 SetSlabDebug(page);
1120
1121         start = page_address(page);
1122
1123         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1124                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1125
1126         last = start;
1127         for_each_object(p, s, start) {
1128                 setup_object(s, page, last);
1129                 set_freepointer(s, last, p);
1130                 last = p;
1131         }
1132         setup_object(s, page, last);
1133         set_freepointer(s, last, NULL);
1134
1135         page->freelist = start;
1136         page->inuse = 0;
1137 out:
1138         return page;
1139 }
1140
1141 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1142 {
1143         int pages = 1 << s->order;
1144
1145         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1146                 void *p;
1147
1148                 slab_pad_check(s, page);
1149                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1150                         check_object(s, page, p, 0);
1151                 ClearSlabDebug(page);
1152         }
1153
1154         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1155                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1156                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1157                 -pages);
1158
1159         __ClearPageSlab(page);
1160         reset_page_mapcount(page);
1161         __free_pages(page, s->order);
1162 }
1163
1164 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1165 {
1166         struct page *page;
1167
1168         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1169         __free_slab(page->slab, page);
1170 }
1171
1172 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1173 {
1174         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1175                 /*
1176                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1177                  */
1178                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1179
1180                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1181         } else
1182                 __free_slab(s, page);
1183 }
1184
1185 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1186 {
1187         dec_slabs_node(s, page_to_nid(page));
1188         free_slab(s, page);
1189 }
1190
1191 /*
1192  * Per slab locking using the pagelock
1193  */
1194 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1195 {
1196         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1197 }
1198
1199 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1200 {
1201         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1202 }
1203
1204 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1205 {
1206         int rc = 1;
1207
1208         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1209         return rc;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Management of partially allocated slabs
1214  */
1215 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1216                                 struct page *page, int tail)
1217 {
1218         spin_lock(&n->list_lock);
1219         n->nr_partial++;
1220         if (tail)
1221                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1222         else
1223                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1224         spin_unlock(&n->list_lock);
1225 }
1226
1227 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1228                                                 struct page *page)
1229 {
1230         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1231
1232         spin_lock(&n->list_lock);
1233         list_del(&page->lru);
1234         n->nr_partial--;
1235         spin_unlock(&n->list_lock);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Lock slab and remove from the partial list.
1240  *
1241  * Must hold list_lock.
1242  */
1243 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1244 {
1245         if (slab_trylock(page)) {
1246                 list_del(&page->lru);
1247                 n->nr_partial--;
1248                 SetSlabFrozen(page);
1249                 return 1;
1250         }
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1256  */
1257 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1258 {
1259         struct page *page;
1260
1261         /*
1262          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1263          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1264          * partial slab and there is none available then get_partials()
1265          * will return NULL.
1266          */
1267         if (!n || !n->nr_partial)
1268                 return NULL;
1269
1270         spin_lock(&n->list_lock);
1271         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1272                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1273                         goto out;
1274         page = NULL;
1275 out:
1276         spin_unlock(&n->list_lock);
1277         return page;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1282  */
1283 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1284 {
1285 #ifdef CONFIG_NUMA
1286         struct zonelist *zonelist;
1287         struct zone **z;
1288         struct page *page;
1289
1290         /*
1291          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1292          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1293          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1294          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1295          *
1296          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1297          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1298          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1299          * from other nodes and filled up.
1300          *
1301          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1302          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1303          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1304          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1305          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1306          * with available objects.
1307          */
1308         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1309                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1310                 return NULL;
1311
1312         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
1313         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1314                 struct kmem_cache_node *n;
1315
1316                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1317
1318                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1319                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1320                         page = get_partial_node(n);
1321                         if (page)
1322                                 return page;
1323                 }
1324         }
1325 #endif
1326         return NULL;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Get a partial page, lock it and return it.
1331  */
1332 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1333 {
1334         struct page *page;
1335         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1336
1337         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1338         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1339                 return page;
1340
1341         return get_any_partial(s, flags);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Move a page back to the lists.
1346  *
1347  * Must be called with the slab lock held.
1348  *
1349  * On exit the slab lock will have been dropped.
1350  */
1351 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1352 {
1353         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1354         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1355
1356         ClearSlabFrozen(page);
1357         if (page->inuse) {
1358
1359                 if (page->freelist) {
1360                         add_partial(n, page, tail);
1361                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1362                 } else {
1363                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1364                         if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1365                                 add_full(n, page);
1366                 }
1367                 slab_unlock(page);
1368         } else {
1369                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1370                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1371                         /*
1372                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1373                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1374                          * to come after the other slabs with objects in
1375                          * so that the others get filled first. That way the
1376                          * size of the partial list stays small.
1377                          *
1378                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from the
1379                          * partial list.
1380                          */
1381                         add_partial(n, page, 1);
1382                         slab_unlock(page);
1383                 } else {
1384                         slab_unlock(page);
1385                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1386                         discard_slab(s, page);
1387                 }
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * Remove the cpu slab
1393  */
1394 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1395 {
1396         struct page *page = c->page;
1397         int tail = 1;
1398
1399         if (page->freelist)
1400                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1401         /*
1402          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1403          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1404          * to occur.
1405          */
1406         while (unlikely(c->freelist)) {
1407                 void **object;
1408
1409                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1410
1411                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1412                 object = c->freelist;
1413                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1414
1415                 /* And put onto the regular freelist */
1416                 object[c->offset] = page->freelist;
1417                 page->freelist = object;
1418                 page->inuse--;
1419         }
1420         c->page = NULL;
1421         unfreeze_slab(s, page, tail);
1422 }
1423
1424 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1425 {
1426         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1427         slab_lock(c->page);
1428         deactivate_slab(s, c);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Flush cpu slab.
1433  *
1434  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1435  */
1436 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1437 {
1438         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1439
1440         if (likely(c && c->page))
1441                 flush_slab(s, c);
1442 }
1443
1444 static void flush_cpu_slab(void *d)
1445 {
1446         struct kmem_cache *s = d;
1447
1448         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1449 }
1450
1451 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1452 {
1453 #ifdef CONFIG_SMP
1454         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1455 #else
1456         unsigned long flags;
1457
1458         local_irq_save(flags);
1459         flush_cpu_slab(s);
1460         local_irq_restore(flags);
1461 #endif
1462 }
1463
1464 /*
1465  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1466  * locality expectations.
1467  */
1468 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1469 {
1470 #ifdef CONFIG_NUMA
1471         if (node != -1 && c->node != node)
1472                 return 0;
1473 #endif
1474         return 1;
1475 }
1476
1477 /*
1478  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1479  * debugging duties.
1480  *
1481  * Interrupts are disabled.
1482  *
1483  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1484  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1485  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1486  *
1487  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1488  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1489  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1490  *
1491  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1492  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1493  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1494  */
1495 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1496                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1497 {
1498         void **object;
1499         struct page *new;
1500
1501         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1502         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1503
1504         if (!c->page)
1505                 goto new_slab;
1506
1507         slab_lock(c->page);
1508         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1509                 goto another_slab;
1510
1511         stat(c, ALLOC_REFILL);
1512
1513 load_freelist:
1514         object = c->page->freelist;
1515         if (unlikely(!object))
1516                 goto another_slab;
1517         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1518                 goto debug;
1519
1520         c->freelist = object[c->offset];
1521         c->page->inuse = s->objects;
1522         c->page->freelist = NULL;
1523         c->node = page_to_nid(c->page);
1524 unlock_out:
1525         slab_unlock(c->page);
1526         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1527         return object;
1528
1529 another_slab:
1530         deactivate_slab(s, c);
1531
1532 new_slab:
1533         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1534         if (new) {
1535                 c->page = new;
1536                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1537                 goto load_freelist;
1538         }
1539
1540         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1541                 local_irq_enable();
1542
1543         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1544
1545         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1546                 local_irq_disable();
1547
1548         if (new) {
1549                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1550                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1551                 if (c->page)
1552                         flush_slab(s, c);
1553                 slab_lock(new);
1554                 SetSlabFrozen(new);
1555                 c->page = new;
1556                 goto load_freelist;
1557         }
1558
1559         /*
1560          * No memory available.
1561          *
1562          * If the slab uses higher order allocs but the object is
1563          * smaller than a page size then we can fallback in emergencies
1564          * to the page allocator via kmalloc_large. The page allocator may
1565          * have failed to obtain a higher order page and we can try to
1566          * allocate a single page if the object fits into a single page.
1567          * That is only possible if certain conditions are met that are being
1568          * checked when a slab is created.
1569          */
1570         if (!(gfpflags & __GFP_NORETRY) &&
1571                                 (s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK)) {
1572                 if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1573                         local_irq_enable();
1574                 object = kmalloc_large(s->objsize, gfpflags);
1575                 if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1576                         local_irq_disable();
1577                 return object;
1578         }
1579         return NULL;
1580 debug:
1581         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1582                 goto another_slab;
1583
1584         c->page->inuse++;
1585         c->page->freelist = object[c->offset];
1586         c->node = -1;
1587         goto unlock_out;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1592  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1593  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1594  *
1595  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1596  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1597  *
1598  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1599  */
1600 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1601                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1602 {
1603         void **object;
1604         struct kmem_cache_cpu *c;
1605         unsigned long flags;
1606
1607         local_irq_save(flags);
1608         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1609         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1610
1611                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1612
1613         else {
1614                 object = c->freelist;
1615                 c->freelist = object[c->offset];
1616                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1617         }
1618         local_irq_restore(flags);
1619
1620         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1621                 memset(object, 0, c->objsize);
1622
1623         return object;
1624 }
1625
1626 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1627 {
1628         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1629 }
1630 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1631
1632 #ifdef CONFIG_NUMA
1633 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1634 {
1635         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1638 #endif
1639
1640 /*
1641  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1642  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1643  *
1644  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1645  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1646  * handling required then we can return immediately.
1647  */
1648 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1649                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1650 {
1651         void *prior;
1652         void **object = (void *)x;
1653         struct kmem_cache_cpu *c;
1654
1655         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1656         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1657         slab_lock(page);
1658
1659         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1660                 goto debug;
1661
1662 checks_ok:
1663         prior = object[offset] = page->freelist;
1664         page->freelist = object;
1665         page->inuse--;
1666
1667         if (unlikely(SlabFrozen(page))) {
1668                 stat(c, FREE_FROZEN);
1669                 goto out_unlock;
1670         }
1671
1672         if (unlikely(!page->inuse))
1673                 goto slab_empty;
1674
1675         /*
1676          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1677          * then add it.
1678          */
1679         if (unlikely(!prior)) {
1680                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1681                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1682         }
1683
1684 out_unlock:
1685         slab_unlock(page);
1686         return;
1687
1688 slab_empty:
1689         if (prior) {
1690                 /*
1691                  * Slab still on the partial list.
1692                  */
1693                 remove_partial(s, page);
1694                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1695         }
1696         slab_unlock(page);
1697         stat(c, FREE_SLAB);
1698         discard_slab(s, page);
1699         return;
1700
1701 debug:
1702         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1703                 goto out_unlock;
1704         goto checks_ok;
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1709  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1710  *
1711  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1712  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1713  * the item before.
1714  *
1715  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1716  * with all sorts of special processing.
1717  */
1718 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1719                         struct page *page, void *x, void *addr)
1720 {
1721         void **object = (void *)x;
1722         struct kmem_cache_cpu *c;
1723         unsigned long flags;
1724
1725         local_irq_save(flags);
1726         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1727         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1728         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1729                 object[c->offset] = c->freelist;
1730                 c->freelist = object;
1731                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1732         } else
1733                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1734
1735         local_irq_restore(flags);
1736 }
1737
1738 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1739 {
1740         struct page *page;
1741
1742         page = virt_to_head_page(x);
1743
1744         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1745 }
1746 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1747
1748 /* Figure out on which slab object the object resides */
1749 static struct page *get_object_page(const void *x)
1750 {
1751         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1752
1753         if (!PageSlab(page))
1754                 return NULL;
1755
1756         return page;
1757 }
1758
1759 /*
1760  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1761  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1762  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1763  * another.
1764  *
1765  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1766  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1767  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1768  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1769  * locking overhead.
1770  */
1771
1772 /*
1773  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1774  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1775  * and increases the number of allocations possible without having to
1776  * take the list_lock.
1777  */
1778 static int slub_min_order;
1779 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1780 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1781
1782 /*
1783  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1784  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1785  */
1786 static int slub_nomerge;
1787
1788 /*
1789  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1790  *
1791  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1792  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1793  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1794  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1795  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1796  * would be wasted.
1797  *
1798  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1799  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1800  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1801  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1802  *
1803  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1804  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1805  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1806  * of space in favor of a small page order.
1807  *
1808  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1809  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1810  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1811  * the smallest order which will fit the object.
1812  */
1813 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1814                                 int max_order, int fract_leftover)
1815 {
1816         int order;
1817         int rem;
1818         int min_order = slub_min_order;
1819
1820         for (order = max(min_order,
1821                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1822                         order <= max_order; order++) {
1823
1824                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1825
1826                 if (slab_size < min_objects * size)
1827                         continue;
1828
1829                 rem = slab_size % size;
1830
1831                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1832                         break;
1833
1834         }
1835
1836         return order;
1837 }
1838
1839 static inline int calculate_order(int size)
1840 {
1841         int order;
1842         int min_objects;
1843         int fraction;
1844
1845         /*
1846          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1847          * works by first attempting to generate a layout with
1848          * the best configuration and backing off gradually.
1849          *
1850          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1851          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1852          */
1853         min_objects = slub_min_objects;
1854         while (min_objects > 1) {
1855                 fraction = 8;
1856                 while (fraction >= 4) {
1857                         order = slab_order(size, min_objects,
1858                                                 slub_max_order, fraction);
1859                         if (order <= slub_max_order)
1860                                 return order;
1861                         fraction /= 2;
1862                 }
1863                 min_objects /= 2;
1864         }
1865
1866         /*
1867          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1868          * lets see if we can place a single object there.
1869          */
1870         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1871         if (order <= slub_max_order)
1872                 return order;
1873
1874         /*
1875          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1876          */
1877         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1878         if (order <= MAX_ORDER)
1879                 return order;
1880         return -ENOSYS;
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1885  */
1886 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1887                 unsigned long align, unsigned long size)
1888 {
1889         /*
1890          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1891          * suggestion if the object is sufficiently large.
1892          *
1893          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1894          * alignment though. If that is greater then use it.
1895          */
1896         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1897                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1898                 while (size <= ralign / 2)
1899                         ralign /= 2;
1900                 align = max(align, ralign);
1901         }
1902
1903         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1904                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1905
1906         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1907 }
1908
1909 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1910                         struct kmem_cache_cpu *c)
1911 {
1912         c->page = NULL;
1913         c->freelist = NULL;
1914         c->node = 0;
1915         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1916         c->objsize = s->objsize;
1917 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
1918         memset(c->stat, 0, NR_SLUB_STAT_ITEMS * sizeof(unsigned));
1919 #endif
1920 }
1921
1922 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1923 {
1924         n->nr_partial = 0;
1925         spin_lock_init(&n->list_lock);
1926         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1927 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1928         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1929         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1930 #endif
1931 }
1932
1933 #ifdef CONFIG_SMP
1934 /*
1935  * Per cpu array for per cpu structures.
1936  *
1937  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1938  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1939  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1940  * beneficial for the kmalloc caches.
1941  *
1942  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1943  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1944  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1945  *
1946  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1947  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1948  */
1949 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1950
1951 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1952                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1953
1954 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1955 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1956
1957 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1958                                                         int cpu, gfp_t flags)
1959 {
1960         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1961
1962         if (c)
1963                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1964                                 (void *)c->freelist;
1965         else {
1966                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1967                 c = kmalloc_node(
1968                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1969                         flags, cpu_to_node(cpu));
1970                 if (!c)
1971                         return NULL;
1972         }
1973
1974         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1975         return c;
1976 }
1977
1978 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1979 {
1980         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1981                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1982                 kfree(c);
1983                 return;
1984         }
1985         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1986         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1987 }
1988
1989 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1990 {
1991         int cpu;
1992
1993         for_each_online_cpu(cpu) {
1994                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1995
1996                 if (c) {
1997                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1998                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1999                 }
2000         }
2001 }
2002
2003 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2004 {
2005         int cpu;
2006
2007         for_each_online_cpu(cpu) {
2008                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2009
2010                 if (c)
2011                         continue;
2012
2013                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
2014                 if (!c) {
2015                         free_kmem_cache_cpus(s);
2016                         return 0;
2017                 }
2018                 s->cpu_slab[cpu] = c;
2019         }
2020         return 1;
2021 }
2022
2023 /*
2024  * Initialize the per cpu array.
2025  */
2026 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
2027 {
2028         int i;
2029
2030         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
2031                 return;
2032
2033         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2034                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2035
2036         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
2037 }
2038
2039 static void __init init_alloc_cpu(void)
2040 {
2041         int cpu;
2042
2043         for_each_online_cpu(cpu)
2044                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2045   }
2046
2047 #else
2048 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2049 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2050
2051 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2052 {
2053         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2054         return 1;
2055 }
2056 #endif
2057
2058 #ifdef CONFIG_NUMA
2059 /*
2060  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2061  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2062  * possible.
2063  *
2064  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2065  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2066  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2067  */
2068 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2069                                                            int node)
2070 {
2071         struct page *page;
2072         struct kmem_cache_node *n;
2073         unsigned long flags;
2074
2075         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2076
2077         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2078
2079         BUG_ON(!page);
2080         if (page_to_nid(page) != node) {
2081                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2082                                 "node %d\n", node);
2083                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2084                                 "in order to be able to continue\n");
2085         }
2086
2087         n = page->freelist;
2088         BUG_ON(!n);
2089         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2090         page->inuse++;
2091         kmalloc_caches->node[node] = n;
2092 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2093         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2094         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2095 #endif
2096         init_kmem_cache_node(n);
2097         inc_slabs_node(kmalloc_caches, node);
2098
2099         /*
2100          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2101          * so even though there cannot be a race this early in
2102          * the boot sequence, we still disable irqs.
2103          */
2104         local_irq_save(flags);
2105         add_partial(n, page, 0);
2106         local_irq_restore(flags);
2107         return n;
2108 }
2109
2110 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2111 {
2112         int node;
2113
2114         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2115                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2116                 if (n && n != &s->local_node)
2117                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2118                 s->node[node] = NULL;
2119         }
2120 }
2121
2122 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2123 {
2124         int node;
2125         int local_node;
2126
2127         if (slab_state >= UP)
2128                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2129         else
2130                 local_node = 0;
2131
2132         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2133                 struct kmem_cache_node *n;
2134
2135                 if (local_node == node)
2136                         n = &s->local_node;
2137                 else {
2138                         if (slab_state == DOWN) {
2139                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2140                                                                 node);
2141                                 continue;
2142                         }
2143                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2144                                                         gfpflags, node);
2145
2146                         if (!n) {
2147                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2148                                 return 0;
2149                         }
2150
2151                 }
2152                 s->node[node] = n;
2153                 init_kmem_cache_node(n);
2154         }
2155         return 1;
2156 }
2157 #else
2158 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2159 {
2160 }
2161
2162 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2163 {
2164         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2165         return 1;
2166 }
2167 #endif
2168
2169 /*
2170  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2171  * a slab object.
2172  */
2173 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2174 {
2175         unsigned long flags = s->flags;
2176         unsigned long size = s->objsize;
2177         unsigned long align = s->align;
2178
2179         /*
2180          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2181          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2182          * the possible location of the free pointer.
2183          */
2184         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2185
2186 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2187         /*
2188          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2189          * the slab may touch the object after free or before allocation
2190          * then we should never poison the object itself.
2191          */
2192         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2193                         !s->ctor)
2194                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2195         else
2196                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2197
2198
2199         /*
2200          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2201          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2202          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2203          */
2204         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2205                 size += sizeof(void *);
2206 #endif
2207
2208         /*
2209          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2210          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2211          */
2212         s->inuse = size;
2213
2214         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2215                 s->ctor)) {
2216                 /*
2217                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2218                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2219                  * kmem_cache_free.
2220                  *
2221                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2222                  * destructor or are poisoning the objects.
2223                  */
2224                 s->offset = size;
2225                 size += sizeof(void *);
2226         }
2227
2228 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2229         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2230                 /*
2231                  * Need to store information about allocs and frees after
2232                  * the object.
2233                  */
2234                 size += 2 * sizeof(struct track);
2235
2236         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2237                 /*
2238                  * Add some empty padding so that we can catch
2239                  * overwrites from earlier objects rather than let
2240                  * tracking information or the free pointer be
2241                  * corrupted if an user writes before the start
2242                  * of the object.
2243                  */
2244                 size += sizeof(void *);
2245 #endif
2246
2247         /*
2248          * Determine the alignment based on various parameters that the
2249          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2250          * on bootup.
2251          */
2252         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2253
2254         /*
2255          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2256          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2257          * each object to conform to the alignment.
2258          */
2259         size = ALIGN(size, align);
2260         s->size = size;
2261
2262         if ((flags & __KMALLOC_CACHE) &&
2263                         PAGE_SIZE / size < slub_min_objects) {
2264                 /*
2265                  * Kmalloc cache that would not have enough objects in
2266                  * an order 0 page. Kmalloc slabs can fallback to
2267                  * page allocator order 0 allocs so take a reasonably large
2268                  * order that will allows us a good number of objects.
2269                  */
2270                 s->order = max(slub_max_order, PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
2271                 s->flags |= __PAGE_ALLOC_FALLBACK;
2272                 s->allocflags |= __GFP_NOWARN;
2273         } else
2274                 s->order = calculate_order(size);
2275
2276         if (s->order < 0)
2277                 return 0;
2278
2279         s->allocflags = 0;
2280         if (s->order)
2281                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2282
2283         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2284                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2285
2286         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2287                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2288
2289         /*
2290          * Determine the number of objects per slab
2291          */
2292         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2293
2294         return !!s->objects;
2295
2296 }
2297
2298 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2299                 const char *name, size_t size,
2300                 size_t align, unsigned long flags,
2301                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2302 {
2303         memset(s, 0, kmem_size);
2304         s->name = name;
2305         s->ctor = ctor;
2306         s->objsize = size;
2307         s->align = align;
2308         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2309
2310         if (!calculate_sizes(s))
2311                 goto error;
2312
2313         s->refcount = 1;
2314 #ifdef CONFIG_NUMA
2315         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2316 #endif
2317         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2318                 goto error;
2319
2320         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2321                 return 1;
2322         free_kmem_cache_nodes(s);
2323 error:
2324         if (flags & SLAB_PANIC)
2325                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2326                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2327                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2328                         s->offset, flags);
2329         return 0;
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Check if a given pointer is valid
2334  */
2335 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2336 {
2337         struct page *page;
2338
2339         page = get_object_page(object);
2340
2341         if (!page || s != page->slab)
2342                 /* No slab or wrong slab */
2343                 return 0;
2344
2345         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2346                 return 0;
2347
2348         /*
2349          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2350          * But this would be too expensive and it seems that the main
2351          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2352          * to a certain slab.
2353          */
2354         return 1;
2355 }
2356 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2357
2358 /*
2359  * Determine the size of a slab object
2360  */
2361 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2362 {
2363         return s->objsize;
2364 }
2365 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2366
2367 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2368 {
2369         return s->name;
2370 }
2371 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2372
2373 /*
2374  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2375  * were unable to free.
2376  */
2377 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2378                         struct list_head *list)
2379 {
2380         int slabs_inuse = 0;
2381         unsigned long flags;
2382         struct page *page, *h;
2383
2384         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2385         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2386                 if (!page->inuse) {
2387                         list_del(&page->lru);
2388                         discard_slab(s, page);
2389                 } else
2390                         slabs_inuse++;
2391         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2392         return slabs_inuse;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Release all resources used by a slab cache.
2397  */
2398 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2399 {
2400         int node;
2401
2402         flush_all(s);
2403
2404         /* Attempt to free all objects */
2405         free_kmem_cache_cpus(s);
2406         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2407                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2408
2409                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2410                 if (slabs_node(s, node))
2411                         return 1;
2412         }
2413         free_kmem_cache_nodes(s);
2414         return 0;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2419  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2420  */
2421 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2422 {
2423         down_write(&slub_lock);
2424         s->refcount--;
2425         if (!s->refcount) {
2426                 list_del(&s->list);
2427                 up_write(&slub_lock);
2428                 if (kmem_cache_close(s))
2429                         WARN_ON(1);
2430                 sysfs_slab_remove(s);
2431         } else
2432                 up_write(&slub_lock);
2433 }
2434 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2435
2436 /********************************************************************
2437  *              Kmalloc subsystem
2438  *******************************************************************/
2439
2440 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1] __cacheline_aligned;
2441 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2442
2443 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2444 {
2445         get_option(&str, &slub_min_order);
2446
2447         return 1;
2448 }
2449
2450 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2451
2452 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2453 {
2454         get_option(&str, &slub_max_order);
2455
2456         return 1;
2457 }
2458
2459 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2460
2461 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2462 {
2463         get_option(&str, &slub_min_objects);
2464
2465         return 1;
2466 }
2467
2468 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2469
2470 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2471 {
2472         slub_nomerge = 1;
2473         return 1;
2474 }
2475
2476 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2477
2478 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2479                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2480 {
2481         unsigned int flags = 0;
2482
2483         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2484                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2485
2486         down_write(&slub_lock);
2487         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2488                         flags | __KMALLOC_CACHE, NULL))
2489                 goto panic;
2490
2491         list_add(&s->list, &slab_caches);
2492         up_write(&slub_lock);
2493         if (sysfs_slab_add(s))
2494                 goto panic;
2495         return s;
2496
2497 panic:
2498         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2499 }
2500
2501 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2502 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT + 1];
2503
2504 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2505 {
2506         struct kmem_cache *s;
2507
2508         down_write(&slub_lock);
2509         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2510                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2511                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2512                         sysfs_slab_add(s);
2513                 }
2514         }
2515         up_write(&slub_lock);
2516 }
2517
2518 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2519
2520 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2521 {
2522         struct kmem_cache *s;
2523         char *text;
2524         size_t realsize;
2525
2526         s = kmalloc_caches_dma[index];
2527         if (s)
2528                 return s;
2529
2530         /* Dynamically create dma cache */
2531         if (flags & __GFP_WAIT)
2532                 down_write(&slub_lock);
2533         else {
2534                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2535                         goto out;
2536         }
2537
2538         if (kmalloc_caches_dma[index])
2539                 goto unlock_out;
2540
2541         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2542         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2543                          (unsigned int)realsize);
2544         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2545
2546         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2547                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2548                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2549                 kfree(s);
2550                 kfree(text);
2551                 goto unlock_out;
2552         }
2553
2554         list_add(&s->list, &slab_caches);
2555         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2556
2557         schedule_work(&sysfs_add_work);
2558
2559 unlock_out:
2560         up_write(&slub_lock);
2561 out:
2562         return kmalloc_caches_dma[index];
2563 }
2564 #endif
2565
2566 /*
2567  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2568  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2569  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2570  * fls.
2571  */
2572 static s8 size_index[24] = {
2573         3,      /* 8 */
2574         4,      /* 16 */
2575         5,      /* 24 */
2576         5,      /* 32 */
2577         6,      /* 40 */
2578         6,      /* 48 */
2579         6,      /* 56 */
2580         6,      /* 64 */
2581         1,      /* 72 */
2582         1,      /* 80 */
2583         1,      /* 88 */
2584         1,      /* 96 */
2585         7,      /* 104 */
2586         7,      /* 112 */
2587         7,      /* 120 */
2588         7,      /* 128 */
2589         2,      /* 136 */
2590         2,      /* 144 */
2591         2,      /* 152 */
2592         2,      /* 160 */
2593         2,      /* 168 */
2594         2,      /* 176 */
2595         2,      /* 184 */
2596         2       /* 192 */
2597 };
2598
2599 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2600 {
2601         int index;
2602
2603         if (size <= 192) {
2604                 if (!size)
2605                         return ZERO_SIZE_PTR;
2606
2607                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2608         } else
2609                 index = fls(size - 1);
2610
2611 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2612         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2613                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2614
2615 #endif
2616         return &kmalloc_caches[index];
2617 }
2618
2619 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2620 {
2621         struct kmem_cache *s;
2622
2623         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2624                 return kmalloc_large(size, flags);
2625
2626         s = get_slab(size, flags);
2627
2628         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2629                 return s;
2630
2631         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2632 }
2633 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2634
2635 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2636 {
2637         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2638                                                 get_order(size));
2639
2640         if (page)
2641                 return page_address(page);
2642         else
2643                 return NULL;
2644 }
2645
2646 #ifdef CONFIG_NUMA
2647 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2648 {
2649         struct kmem_cache *s;
2650
2651         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2652                 return kmalloc_large_node(size, flags, node);
2653
2654         s = get_slab(size, flags);
2655
2656         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2657                 return s;
2658
2659         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2660 }
2661 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2662 #endif
2663
2664 size_t ksize(const void *object)
2665 {
2666         struct page *page;
2667         struct kmem_cache *s;
2668
2669         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2670                 return 0;
2671
2672         page = virt_to_head_page(object);
2673
2674         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2675                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2676
2677         s = page->slab;
2678
2679 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2680         /*
2681          * Debugging requires use of the padding between object
2682          * and whatever may come after it.
2683          */
2684         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2685                 return s->objsize;
2686
2687 #endif
2688         /*
2689          * If we have the need to store the freelist pointer
2690          * back there or track user information then we can
2691          * only use the space before that information.
2692          */
2693         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2694                 return s->inuse;
2695         /*
2696          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2697          */
2698         return s->size;
2699 }
2700 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2701
2702 void kfree(const void *x)
2703 {
2704         struct page *page;
2705         void *object = (void *)x;
2706
2707         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2708                 return;
2709
2710         page = virt_to_head_page(x);
2711         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2712                 put_page(page);
2713                 return;
2714         }
2715         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2716 }
2717 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2718
2719 /*
2720  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2721  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2722  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2723  * and thus they can be removed from the partial lists.
2724  *
2725  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2726  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2727  * are freed in them.
2728  */
2729 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2730 {
2731         int node;
2732         int i;
2733         struct kmem_cache_node *n;
2734         struct page *page;
2735         struct page *t;
2736         struct list_head *slabs_by_inuse =
2737                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2738         unsigned long flags;
2739
2740         if (!slabs_by_inuse)
2741                 return -ENOMEM;
2742
2743         flush_all(s);
2744         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2745                 n = get_node(s, node);
2746
2747                 if (!n->nr_partial)
2748                         continue;
2749
2750                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2751                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2752
2753                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2754
2755                 /*
2756                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2757                  *
2758                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2759                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2760                  */
2761                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2762                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2763                                 /*
2764                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2765                                  * may have freed the last object and be
2766                                  * waiting to release the slab.
2767                                  */
2768                                 list_del(&page->lru);
2769                                 n->nr_partial--;
2770                                 slab_unlock(page);
2771                                 discard_slab(s, page);
2772                         } else {
2773                                 list_move(&page->lru,
2774                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2775                         }
2776                 }
2777
2778                 /*
2779                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2780                  * first and the least used slabs at the end.
2781                  */
2782                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2783                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2784
2785                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2786         }
2787
2788         kfree(slabs_by_inuse);
2789         return 0;
2790 }
2791 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2792
2793 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2794 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2795 {
2796         struct kmem_cache *s;
2797
2798         down_read(&slub_lock);
2799         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2800                 kmem_cache_shrink(s);
2801         up_read(&slub_lock);
2802
2803         return 0;
2804 }
2805
2806 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2807 {
2808         struct kmem_cache_node *n;
2809         struct kmem_cache *s;
2810         struct memory_notify *marg = arg;
2811         int offline_node;
2812
2813         offline_node = marg->status_change_nid;
2814
2815         /*
2816          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2817          * for it yet.
2818          */
2819         if (offline_node < 0)
2820                 return;
2821
2822         down_read(&slub_lock);
2823         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2824                 n = get_node(s, offline_node);
2825                 if (n) {
2826                         /*
2827                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2828                          * that is going down. We were unable to free them,
2829                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2830                          * callback. So, we must fail.
2831                          */
2832                         BUG_ON(slabs_node(s, offline_node));
2833
2834                         s->node[offline_node] = NULL;
2835                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2836                 }
2837         }
2838         up_read(&slub_lock);
2839 }
2840
2841 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2842 {
2843         struct kmem_cache_node *n;
2844         struct kmem_cache *s;
2845         struct memory_notify *marg = arg;
2846         int nid = marg->status_change_nid;
2847         int ret = 0;
2848
2849         /*
2850          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2851          * already created. Nothing to do.
2852          */
2853         if (nid < 0)
2854                 return 0;
2855
2856         /*
2857          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2858          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2859          * online.
2860          */
2861         down_read(&slub_lock);
2862         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2863                 /*
2864                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2865                  *      since memory is not yet available from the node that
2866                  *      is brought up.
2867                  */
2868                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2869                 if (!n) {
2870                         ret = -ENOMEM;
2871                         goto out;
2872                 }
2873                 init_kmem_cache_node(n);
2874                 s->node[nid] = n;
2875         }
2876 out:
2877         up_read(&slub_lock);
2878         return ret;
2879 }
2880
2881 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2882                                 unsigned long action, void *arg)
2883 {
2884         int ret = 0;
2885
2886         switch (action) {
2887         case MEM_GOING_ONLINE:
2888                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2889                 break;
2890         case MEM_GOING_OFFLINE:
2891                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2892                 break;
2893         case MEM_OFFLINE:
2894         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2895                 slab_mem_offline_callback(arg);
2896                 break;
2897         case MEM_ONLINE:
2898         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2899                 break;
2900         }
2901
2902         ret = notifier_from_errno(ret);
2903         return ret;
2904 }
2905
2906 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2907
2908 /********************************************************************
2909  *                      Basic setup of slabs
2910  *******************************************************************/
2911
2912 void __init kmem_cache_init(void)
2913 {
2914         int i;
2915         int caches = 0;
2916
2917         init_alloc_cpu();
2918
2919 #ifdef CONFIG_NUMA
2920         /*
2921          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2922          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2923          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2924          */
2925         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2926                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2927         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2928         caches++;
2929
2930         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2931 #endif
2932
2933         /* Able to allocate the per node structures */
2934         slab_state = PARTIAL;
2935
2936         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2937         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2938                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2939                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2940                 caches++;
2941         }
2942         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2943                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2944                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2945                 caches++;
2946         }
2947
2948         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++) {
2949                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2950                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2951                 caches++;
2952         }
2953
2954
2955         /*
2956          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2957          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2958          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
2959          *
2960          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2961          * handle the index determination for the smaller caches.
2962          *
2963          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2964          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2965          */
2966         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2967                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2968
2969         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2970                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2971
2972         slab_state = UP;
2973
2974         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2975         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++)
2976                 kmalloc_caches[i]. name =
2977                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2978
2979 #ifdef CONFIG_SMP
2980         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2981         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2982                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2983 #else
2984         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2985 #endif
2986
2987         printk(KERN_INFO
2988                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2989                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2990                 caches, cache_line_size(),
2991                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2992                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2993 }
2994
2995 /*
2996  * Find a mergeable slab cache
2997  */
2998 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2999 {
3000         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3001                 return 1;
3002
3003         if ((s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
3004                 return 1;
3005
3006         if (s->ctor)
3007                 return 1;
3008
3009         /*
3010          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
3011          */
3012         if (s->refcount < 0)
3013                 return 1;
3014
3015         return 0;
3016 }
3017
3018 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3019                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3020                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3021 {
3022         struct kmem_cache *s;
3023
3024         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3025                 return NULL;
3026
3027         if (ctor)
3028                 return NULL;
3029
3030         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3031         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3032         size = ALIGN(size, align);
3033         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3034
3035         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3036                 if (slab_unmergeable(s))
3037                         continue;
3038
3039                 if (size > s->size)
3040                         continue;
3041
3042                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3043                                 continue;
3044                 /*
3045                  * Check if alignment is compatible.
3046                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3047                  */
3048                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3049                         continue;
3050
3051                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3052                         continue;
3053
3054                 return s;
3055         }
3056         return NULL;
3057 }
3058
3059 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3060                 size_t align, unsigned long flags,
3061                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3062 {
3063         struct kmem_cache *s;
3064
3065         down_write(&slub_lock);
3066         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3067         if (s) {
3068                 int cpu;
3069
3070                 s->refcount++;
3071                 /*
3072                  * Adjust the object sizes so that we clear
3073                  * the complete object on kzalloc.
3074                  */
3075                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3076
3077                 /*
3078                  * And then we need to update the object size in the
3079                  * per cpu structures
3080                  */
3081                 for_each_online_cpu(cpu)
3082                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3083
3084                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3085                 up_write(&slub_lock);
3086
3087                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
3088                         goto err;
3089                 return s;
3090         }
3091
3092         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3093         if (s) {
3094                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3095                                 size, align, flags, ctor)) {
3096                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3097                         up_write(&slub_lock);
3098                         if (sysfs_slab_add(s))
3099                                 goto err;
3100                         return s;
3101                 }
3102                 kfree(s);
3103         }
3104         up_write(&slub_lock);
3105
3106 err:
3107         if (flags & SLAB_PANIC)
3108                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3109         else
3110                 s = NULL;
3111         return s;
3112 }
3113 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3114
3115 #ifdef CONFIG_SMP
3116 /*
3117  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3118  * necessary.
3119  */
3120 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3121                 unsigned long action, void *hcpu)
3122 {
3123         long cpu = (long)hcpu;
3124         struct kmem_cache *s;
3125         unsigned long flags;
3126
3127         switch (action) {
3128         case CPU_UP_PREPARE:
3129         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3130                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3131                 down_read(&slub_lock);
3132                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3133                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3134                                                         GFP_KERNEL);
3135                 up_read(&slub_lock);
3136                 break;
3137
3138         case CPU_UP_CANCELED:
3139         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3140         case CPU_DEAD:
3141         case CPU_DEAD_FROZEN:
3142                 down_read(&slub_lock);
3143                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3144                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3145
3146                         local_irq_save(flags);
3147                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3148                         local_irq_restore(flags);
3149                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3150                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3151                 }
3152                 up_read(&slub_lock);
3153                 break;
3154         default:
3155                 break;
3156         }
3157         return NOTIFY_OK;
3158 }
3159
3160 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3161         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3162 };
3163
3164 #endif
3165
3166 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3167 {
3168         struct kmem_cache *s;
3169
3170         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3171                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3172
3173         s = get_slab(size, gfpflags);
3174
3175         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3176                 return s;
3177
3178         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3179 }
3180
3181 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3182                                         int node, void *caller)
3183 {
3184         struct kmem_cache *s;
3185
3186         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3187                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3188
3189         s = get_slab(size, gfpflags);
3190
3191         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3192                 return s;
3193
3194         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3195 }
3196
3197 #if (defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)) || defined(CONFIG_SLABINFO)
3198 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3199 {
3200         unsigned long flags;
3201         unsigned long x = 0;
3202         struct page *page;
3203
3204         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3205         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3206                 x += page->inuse;
3207         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3208         return x;
3209 }
3210 #endif
3211
3212 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3213 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3214                                                 unsigned long *map)
3215 {
3216         void *p;
3217         void *addr = page_address(page);
3218
3219         if (!check_slab(s, page) ||
3220                         !on_freelist(s, page, NULL))
3221                 return 0;
3222
3223         /* Now we know that a valid freelist exists */
3224         bitmap_zero(map, s->objects);
3225
3226         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3227                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3228                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3229                         return 0;
3230         }
3231
3232         for_each_object(p, s, addr)
3233                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3234                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3235                                 return 0;
3236         return 1;
3237 }
3238
3239 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3240                                                 unsigned long *map)
3241 {
3242         if (slab_trylock(page)) {
3243                 validate_slab(s, page, map);
3244                 slab_unlock(page);
3245         } else
3246                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3247                         s->name, page);
3248
3249         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3250                 if (!SlabDebug(page))
3251                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3252                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3253         } else {
3254                 if (SlabDebug(page))
3255                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3256                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3257         }
3258 }
3259
3260 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3261                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3262 {
3263         unsigned long count = 0;
3264         struct page *page;
3265         unsigned long flags;
3266
3267         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3268
3269         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3270                 validate_slab_slab(s, page, map);
3271                 count++;
3272         }
3273         if (count != n->nr_partial)
3274                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3275                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3276
3277         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3278                 goto out;
3279
3280         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3281                 validate_slab_slab(s, page, map);
3282                 count++;
3283         }
3284         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3285                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3286                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3287                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3288
3289 out:
3290         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3291         return count;
3292 }
3293
3294 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3295 {
3296         int node;
3297         unsigned long count = 0;
3298         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3299                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3300
3301         if (!map)
3302                 return -ENOMEM;
3303
3304         flush_all(s);
3305         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3306                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3307
3308                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3309         }
3310         kfree(map);
3311         return count;
3312 }
3313
3314 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3315 static void resiliency_test(void)
3316 {
3317         u8 *p;
3318
3319         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3320         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3321         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3322
3323         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3324         p[16] = 0x12;
3325         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3326                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3327
3328         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3329
3330         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3331         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3332         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3333         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3334                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3335         printk(KERN_ERR
3336                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3337
3338         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3339         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3340         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3341         *p = 0x56;
3342         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3343                                                                         p);
3344         printk(KERN_ERR
3345                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3346         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3347
3348         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3349         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3350         kfree(p);
3351         *p = 0x78;
3352         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3353         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3354
3355         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3356         kfree(p);
3357         p[50] = 0x9a;
3358         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3359                         p);
3360         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3361
3362         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3363         kfree(p);
3364         p[512] = 0xab;
3365         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3366         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3367 }
3368 #else
3369 static void resiliency_test(void) {};
3370 #endif
3371
3372 /*
3373  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3374  * and freed.
3375  */
3376
3377 struct location {
3378         unsigned long count;
3379         void *addr;
3380         long long sum_time;
3381         long min_time;
3382         long max_time;
3383         long min_pid;
3384         long max_pid;
3385         cpumask_t cpus;
3386         nodemask_t nodes;
3387 };
3388
3389 struct loc_track {
3390         unsigned long max;
3391         unsigned long count;
3392         struct location *loc;
3393 };
3394
3395 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3396 {
3397         if (t->max)
3398                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3399                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3400 }
3401
3402 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3403 {
3404         struct location *l;
3405         int order;
3406
3407         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3408
3409         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3410         if (!l)
3411                 return 0;
3412
3413         if (t->count) {
3414                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3415                 free_loc_track(t);
3416         }
3417         t->max = max;
3418         t->loc = l;
3419         return 1;
3420 }
3421
3422 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3423                                 const struct track *track)
3424 {
3425         long start, end, pos;
3426         struct location *l;
3427         void *caddr;
3428         unsigned long age = jiffies - track->when;
3429
3430         start = -1;
3431         end = t->count;
3432
3433         for ( ; ; ) {
3434                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3435
3436                 /*
3437                  * There is nothing at "end". If we end up there
3438                  * we need to add something to before end.
3439                  */
3440                 if (pos == end)
3441                         break;
3442
3443                 caddr = t->loc[pos].addr;
3444                 if (track->addr == caddr) {
3445
3446                         l = &t->loc[pos];
3447                         l->count++;
3448                         if (track->when) {
3449                                 l->sum_time += age;
3450                                 if (age < l->min_time)
3451                                         l->min_time = age;
3452                                 if (age > l->max_time)
3453                                         l->max_time = age;
3454
3455                                 if (track->pid < l->min_pid)
3456                                         l->min_pid = track->pid;
3457                                 if (track->pid > l->max_pid)
3458                                         l->max_pid = track->pid;
3459
3460                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3461                         }
3462                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3463                         return 1;
3464                 }
3465
3466                 if (track->addr < caddr)
3467                         end = pos;
3468                 else
3469                         start = pos;
3470         }
3471
3472         /*
3473          * Not found. Insert new tracking element.
3474          */
3475         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3476                 return 0;
3477
3478         l = t->loc + pos;
3479         if (pos < t->count)
3480                 memmove(l + 1, l,
3481                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3482         t->count++;
3483         l->count = 1;
3484         l->addr = track->addr;
3485         l->sum_time = age;
3486         l->min_time = age;
3487         l->max_time = age;
3488         l->min_pid = track->pid;
3489         l->max_pid = track->pid;
3490         cpus_clear(l->cpus);
3491         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3492         nodes_clear(l->nodes);
3493         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3494         return 1;
3495 }
3496
3497 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3498                 struct page *page, enum track_item alloc)
3499 {
3500         void *addr = page_address(page);
3501         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3502         void *p;
3503
3504         bitmap_zero(map, s->objects);
3505         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3506                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3507
3508         for_each_object(p, s, addr)
3509                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3510                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3511 }
3512
3513 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3514                                         enum track_item alloc)
3515 {
3516         int len = 0;
3517         unsigned long i;
3518         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3519         int node;
3520
3521         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3522                         GFP_TEMPORARY))
3523                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3524
3525         /* Push back cpu slabs */
3526         flush_all(s);
3527
3528         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3529                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3530                 unsigned long flags;
3531                 struct page *page;
3532
3533                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3534                         continue;
3535
3536                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3537                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3538                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3539                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3540                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3541                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3542         }
3543
3544         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3545                 struct location *l = &t.loc[i];
3546
3547                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3548                         break;
3549                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3550
3551                 if (l->addr)
3552                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3553                 else
3554                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3555
3556                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3557                         unsigned long remainder;
3558
3559                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3560                         l->min_time,
3561                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3562                         l->max_time);
3563                 } else
3564                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3565                                 l->min_time);
3566
3567                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3568                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3569                                 l->min_pid, l->max_pid);
3570                 else
3571                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3572                                 l->min_pid);
3573
3574                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3575                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3576                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3577                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3578                                         l->cpus);
3579                 }
3580
3581                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3582                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3583                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3584                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3585                                         l->nodes);
3586                 }
3587
3588                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3589         }
3590
3591         free_loc_track(&t);
3592         if (!t.count)
3593                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3594         return len;
3595 }
3596
3597 enum slab_stat_type {
3598         SL_FULL,
3599         SL_PARTIAL,
3600         SL_CPU,
3601         SL_OBJECTS
3602 };
3603
3604 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3605 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3606 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3607 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3608
3609 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3610                             char *buf, unsigned long flags)
3611 {
3612         unsigned long total = 0;
3613         int cpu;
3614         int node;
3615         int x;
3616         unsigned long *nodes;
3617         unsigned long *per_cpu;
3618
3619         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3620         if (!nodes)
3621                 return -ENOMEM;
3622         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3623
3624         for_each_possible_cpu(cpu) {
3625                 struct page *page;
3626                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3627
3628                 if (!c)
3629                         continue;
3630
3631                 page = c->page;
3632                 node = c->node;
3633                 if (node < 0)
3634                         continue;
3635                 if (page) {
3636                         if (flags & SO_CPU) {
3637                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3638                                         x = page->inuse;
3639                                 else
3640                                         x = 1;
3641                                 total += x;
3642                                 nodes[node] += x;
3643                         }
3644                         per_cpu[node]++;
3645                 }
3646         }
3647
3648         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3649                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3650
3651                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3652                         if (flags & SO_OBJECTS)
3653                                 x = count_partial(n);
3654                         else
3655                                 x = n->nr_partial;
3656                         total += x;
3657                         nodes[node] += x;
3658                 }
3659
3660                 if (flags & SO_FULL) {
3661                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3662                                         - per_cpu[node]
3663                                         - n->nr_partial;
3664
3665                         if (flags & SO_OBJECTS)
3666                                 x = full_slabs * s->objects;
3667                         else
3668                                 x = full_slabs;
3669                         total += x;
3670                         nodes[node] += x;
3671                 }
3672         }
3673
3674         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3675 #ifdef CONFIG_NUMA
3676         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3677                 if (nodes[node])
3678                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3679                                         node, nodes[node]);
3680 #endif
3681         kfree(nodes);
3682         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3683 }
3684
3685 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3686 {
3687         int node;
3688         int cpu;
3689
3690         for_each_possible_cpu(cpu) {
3691                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3692
3693                 if (c && c->page)
3694                         return 1;
3695         }
3696
3697         for_each_online_node(node) {
3698                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3699
3700                 if (!n)
3701                         continue;
3702
3703                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3704                         return 1;
3705         }
3706         return 0;
3707 }
3708
3709 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3710 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3711
3712 struct slab_attribute {
3713         struct attribute attr;
3714         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3715         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3716 };
3717
3718 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3719         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3720
3721 #define SLAB_ATTR(_name) \
3722         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3723         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3724
3725 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3726 {
3727         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3728 }
3729 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3730
3731 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3732 {
3733         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3734 }
3735 SLAB_ATTR_RO(align);
3736
3737 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3738 {
3739         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3740 }
3741 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3742
3743 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3744 {
3745         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3746 }
3747 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3748
3749 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3750 {
3751         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3752 }
3753 SLAB_ATTR_RO(order);
3754
3755 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3756 {
3757         if (s->ctor) {
3758                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3759
3760                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3761         }
3762         return 0;
3763 }
3764 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3765
3766 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3767 {
3768         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3769 }
3770 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3771
3772 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3773 {
3774         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3775 }
3776 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3777
3778 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3779 {
3780         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3781 }
3782 SLAB_ATTR_RO(partial);
3783
3784 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3785 {
3786         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3787 }
3788 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3789
3790 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3791 {
3792         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3793 }
3794 SLAB_ATTR_RO(objects);
3795
3796 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3797 {
3798         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3799 }
3800
3801 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3802                                 const char *buf, size_t length)
3803 {
3804         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3805         if (buf[0] == '1')
3806                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3807         return length;
3808 }
3809 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3810
3811 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3812 {
3813         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3814 }
3815
3816 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3817                                                         size_t length)
3818 {
3819         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3820         if (buf[0] == '1')
3821                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3822         return length;
3823 }
3824 SLAB_ATTR(trace);
3825
3826 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3827 {
3828         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3829 }
3830
3831 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3832                                 const char *buf, size_t length)
3833 {
3834         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3835         if (buf[0] == '1')
3836                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3837         return length;
3838 }
3839 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3840
3841 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3842 {
3843         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3844 }
3845 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3846
3847 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3848 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3849 {
3850         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3851 }
3852 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3853 #endif
3854
3855 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3856 {
3857         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3858 }
3859 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3860
3861 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3862 {
3863         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3864 }
3865
3866 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3867                                 const char *buf, size_t length)
3868 {
3869         if (any_slab_objects(s))
3870                 return -EBUSY;
3871
3872         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3873         if (buf[0] == '1')
3874                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3875         calculate_sizes(s);
3876         return length;
3877 }
3878 SLAB_ATTR(red_zone);
3879
3880 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3881 {
3882         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3883 }
3884
3885 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3886                                 const char *buf, size_t length)
3887 {
3888         if (any_slab_objects(s))
3889                 return -EBUSY;
3890
3891         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3892         if (buf[0] == '1')
3893                 s->flags |= SLAB_POISON;
3894         calculate_sizes(s);
3895         return length;
3896 }
3897 SLAB_ATTR(poison);
3898
3899 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3900 {
3901         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3902 }
3903
3904 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3905                                 const char *buf, size_t length)
3906 {
3907         if (any_slab_objects(s))
3908                 return -EBUSY;
3909
3910         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3911         if (buf[0] == '1')
3912                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3913         calculate_sizes(s);
3914         return length;
3915 }
3916 SLAB_ATTR(store_user);
3917
3918 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3919 {
3920         return 0;
3921 }
3922
3923 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3924                         const char *buf, size_t length)
3925 {
3926         int ret = -EINVAL;
3927
3928         if (buf[0] == '1') {
3929                 ret = validate_slab_cache(s);
3930                 if (ret >= 0)
3931                         ret = length;
3932         }
3933         return ret;
3934 }
3935 SLAB_ATTR(validate);
3936
3937 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3938 {
3939         return 0;
3940 }
3941
3942 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3943                         const char *buf, size_t length)
3944 {
3945         if (buf[0] == '1') {
3946                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3947
3948                 if (rc)
3949                         return rc;
3950         } else
3951                 return -EINVAL;
3952         return length;
3953 }
3954 SLAB_ATTR(shrink);
3955
3956 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3957 {
3958         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3959                 return -ENOSYS;
3960         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3961 }
3962 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3963
3964 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3965 {
3966         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3967                 return -ENOSYS;
3968         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3969 }
3970 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3971
3972 #ifdef CONFIG_NUMA
3973 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3974 {
3975         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3976 }
3977
3978 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3979                                 const char *buf, size_t length)
3980 {
3981         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3982
3983         if (n < 100)
3984                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3985         return length;
3986 }
3987 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3988 #endif
3989
3990 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
3991 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
3992 {
3993         unsigned long sum  = 0;
3994         int cpu;
3995         int len;
3996         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
3997
3998         if (!data)
3999                 return -ENOMEM;
4000
4001         for_each_online_cpu(cpu) {
4002                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
4003
4004                 data[cpu] = x;
4005                 sum += x;
4006         }
4007
4008         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
4009
4010 #ifdef CONFIG_SMP
4011         for_each_online_cpu(cpu) {
4012                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
4013                         len += sprintf(buf + len, " C%d=%u", cpu, data[cpu]);
4014         }
4015 #endif
4016         kfree(data);
4017         return len + sprintf(buf + len, "\n");
4018 }
4019
4020 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
4021 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
4022 {                                                               \
4023         return show_stat(s, buf, si);                           \
4024 }                                                               \
4025 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
4026
4027 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
4028 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
4029 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
4030 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
4031 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
4032 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
4033 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
4034 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4035 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4036 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4037 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4038 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4039 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4040 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4041 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4042 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4043 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4044
4045 #endif
4046
4047 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4048         &slab_size_attr.attr,
4049         &object_size_attr.attr,
4050         &objs_per_slab_attr.attr,
4051         &order_attr.attr,
4052         &objects_attr.attr,
4053         &slabs_attr.attr,
4054         &partial_attr.attr,
4055         &cpu_slabs_attr.attr,
4056         &ctor_attr.attr,
4057         &aliases_attr.attr,
4058         &align_attr.attr,
4059         &sanity_checks_attr.attr,
4060         &trace_attr.attr,
4061         &hwcache_align_attr.attr,
4062         &reclaim_account_attr.attr,
4063         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4064         &red_zone_attr.attr,
4065         &poison_attr.attr,
4066         &store_user_attr.attr,
4067         &validate_attr.attr,
4068         &shrink_attr.attr,
4069         &alloc_calls_attr.attr,
4070         &free_calls_attr.attr,
4071 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4072         &cache_dma_attr.attr,
4073 #endif
4074 #ifdef CONFIG_NUMA
4075         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4076 #endif
4077 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4078         &alloc_fastpath_attr.attr,
4079         &alloc_slowpath_attr.attr,
4080         &free_fastpath_attr.attr,
4081         &free_slowpath_attr.attr,
4082         &free_frozen_attr.attr,
4083         &free_add_partial_attr.attr,
4084         &free_remove_partial_attr.attr,
4085         &alloc_from_partial_attr.attr,
4086         &alloc_slab_attr.attr,
4087         &alloc_refill_attr.attr,
4088         &free_slab_attr.attr,
4089         &cpuslab_flush_attr.attr,
4090         &deactivate_full_attr.attr,
4091         &deactivate_empty_attr.attr,
4092         &deactivate_to_head_attr.attr,
4093         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4094         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4095 #endif
4096         NULL
4097 };
4098
4099 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4100         .attrs = slab_attrs,
4101 };
4102
4103 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4104                                 struct attribute *attr,
4105                                 char *buf)
4106 {
4107         struct slab_attribute *attribute;
4108         struct kmem_cache *s;
4109         int err;
4110
4111         attribute = to_slab_attr(attr);
4112         s = to_slab(kobj);
4113
4114         if (!attribute->show)
4115                 return -EIO;
4116
4117         err = attribute->show(s, buf);
4118
4119         return err;
4120 }
4121
4122 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4123                                 struct attribute *attr,
4124                                 const char *buf, size_t len)
4125 {
4126         struct slab_attribute *attribute;
4127         struct kmem_cache *s;
4128         int err;
4129
4130         attribute = to_slab_attr(attr);
4131         s = to_slab(kobj);
4132
4133         if (!attribute->store)
4134                 return -EIO;
4135
4136         err = attribute->store(s, buf, len);
4137
4138         return err;
4139 }
4140
4141 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4142 {
4143         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4144