Merge branch 'upstream' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linville...
[linux-2.6] / 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
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
85  * PageError            Slab requires special handling due to debug
86  *                      options set. This moves slab handling out of
87  *                      the fast path.
88  */
89
90 static inline int SlabDebug(struct page *page)
91 {
92 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
93         return PageError(page);
94 #else
95         return 0;
96 #endif
97 }
98
99 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
100 {
101 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
102         SetPageError(page);
103 #endif
104 }
105
106 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
109         ClearPageError(page);
110 #endif
111 }
112
113 /*
114  * Issues still to be resolved:
115  *
116  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
117  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
118  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline, so at
119  *   max 16 cpus could compete for the cacheline which may be okay.
120  *
121  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
122  *
123  * - Variable sizing of the per node arrays
124  */
125
126 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
127 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
128
129 #if PAGE_SHIFT <= 12
130
131 /*
132  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
133  */
134 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
135 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
136
137 #else
138
139 /*
140  * Large page machines are customarily able to handle larger
141  * page orders.
142  */
143 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
144 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
145
146 #endif
147
148 /*
149  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
150  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
151  */
152 #define MIN_PARTIAL 2
153
154 /*
155  * Maximum number of desirable partial slabs.
156  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
157  * sort the partial list by the number of objects in the.
158  */
159 #define MAX_PARTIAL 10
160
161 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
162                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
169
170 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
171                 SLAB_CACHE_DMA)
172
173 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
174 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
175 #endif
176
177 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
178 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
179 #endif
180
181 /* Internal SLUB flags */
182 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
183
184 /* Not all arches define cache_line_size */
185 #ifndef cache_line_size
186 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
187 #endif
188
189 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
190
191 #ifdef CONFIG_SMP
192 static struct notifier_block slab_notifier;
193 #endif
194
195 static enum {
196         DOWN,           /* No slab functionality available */
197         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
198         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
199         SYSFS           /* Sysfs up */
200 } slab_state = DOWN;
201
202 /* A list of all slab caches on the system */
203 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
204 LIST_HEAD(slab_caches);
205
206 /*
207  * Tracking user of a slab.
208  */
209 struct track {
210         void *addr;             /* Called from address */
211         int cpu;                /* Was running on cpu */
212         int pid;                /* Pid context */
213         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
214 };
215
216 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
217
218 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
219 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
220 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
221 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
222 #else
223 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
225 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
226 #endif
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 int slab_is_available(void)
233 {
234         return slab_state >= UP;
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
238 {
239 #ifdef CONFIG_NUMA
240         return s->node[node];
241 #else
242         return &s->local_node;
243 #endif
244 }
245
246 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
247                                 struct page *page, const void *object)
248 {
249         void *base;
250
251         if (!object)
252                 return 1;
253
254         base = page_address(page);
255         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
256                 (object - base) % s->size) {
257                 return 0;
258         }
259
260         return 1;
261 }
262
263 /*
264  * Slow version of get and set free pointer.
265  *
266  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
267  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
268  * from the page struct.
269  */
270 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
271 {
272         return *(void **)(object + s->offset);
273 }
274
275 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
276 {
277         *(void **)(object + s->offset) = fp;
278 }
279
280 /* Loop over all objects in a slab */
281 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
282         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
283                         __p += (__s)->size)
284
285 /* Scan freelist */
286 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
287         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
288
289 /* Determine object index from a given position */
290 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
291 {
292         return (p - addr) / s->size;
293 }
294
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296 /*
297  * Debug settings:
298  */
299 static int slub_debug;
300
301 static char *slub_debug_slabs;
302
303 /*
304  * Object debugging
305  */
306 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
307 {
308         int i, offset;
309         int newline = 1;
310         char ascii[17];
311
312         ascii[16] = 0;
313
314         for (i = 0; i < length; i++) {
315                 if (newline) {
316                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
317                         newline = 0;
318                 }
319                 printk(" %02x", addr[i]);
320                 offset = i % 16;
321                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
322                 if (offset == 15) {
323                         printk(" %s\n",ascii);
324                         newline = 1;
325                 }
326         }
327         if (!newline) {
328                 i %= 16;
329                 while (i < 16) {
330                         printk("   ");
331                         ascii[i] = ' ';
332                         i++;
333                 }
334                 printk(" %s\n", ascii);
335         }
336 }
337
338 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
339         enum track_item alloc)
340 {
341         struct track *p;
342
343         if (s->offset)
344                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
345         else
346                 p = object + s->inuse;
347
348         return p + alloc;
349 }
350
351 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
352                                 enum track_item alloc, void *addr)
353 {
354         struct track *p;
355
356         if (s->offset)
357                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
358         else
359                 p = object + s->inuse;
360
361         p += alloc;
362         if (addr) {
363                 p->addr = addr;
364                 p->cpu = smp_processor_id();
365                 p->pid = current ? current->pid : -1;
366                 p->when = jiffies;
367         } else
368                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
369 }
370
371 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
372 {
373         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
374                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
375                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
376         }
377 }
378
379 static void print_track(const char *s, struct track *t)
380 {
381         if (!t->addr)
382                 return;
383
384         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
385         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
386         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
387 }
388
389 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
390 {
391         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
392
393         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
394                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
395                         s->inuse - s->objsize);
396
397         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
398                         p + s->offset,
399                         get_freepointer(s, p));
400
401         if (s->offset)
402                 off = s->offset + sizeof(void *);
403         else
404                 off = s->inuse;
405
406         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
407                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
408                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
409                 off += 2 * sizeof(struct track);
410         }
411
412         if (off != s->size)
413                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
414                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
415 }
416
417 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
418                         u8 *object, char *reason)
419 {
420         u8 *addr = page_address(page);
421
422         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
423                         s->name, reason, object, page);
424         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
425                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
426         if (object > addr + 16)
427                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
428         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
429         print_trailer(s, object);
430         dump_stack();
431 }
432
433 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
434 {
435         va_list args;
436         char buf[100];
437
438         va_start(args, reason);
439         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
440         va_end(args);
441         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
442                 page);
443         dump_stack();
444 }
445
446 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
447 {
448         u8 *p = object;
449
450         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
451                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
452                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
453         }
454
455         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
456                 memset(p + s->objsize,
457                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
458                         s->inuse - s->objsize);
459 }
460
461 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
462 {
463         while (bytes) {
464                 if (*start != (u8)value)
465                         return 0;
466                 start++;
467                 bytes--;
468         }
469         return 1;
470 }
471
472 /*
473  * Object layout:
474  *
475  * object address
476  *      Bytes of the object to be managed.
477  *      If the freepointer may overlay the object then the free
478  *      pointer is the first word of the object.
479  *
480  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
481  *      0xa5 (POISON_END)
482  *
483  * object + s->objsize
484  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
485  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
486  *      objsize == inuse.
487  *
488  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
489  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
490  *
491  * object + s->inuse
492  *      Meta data starts here.
493  *
494  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
495  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
496  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
497  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
498  *              before the word boundary.
499  *
500  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
501  *
502  * object + s->size
503  *      Nothing is used beyond s->size.
504  *
505  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
506  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
507  * may be used with merged slabcaches.
508  */
509
510 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
511                                                 void *from, void *to)
512 {
513         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
514                 s->name, message, data, from, to - 1);
515         memset(from, data, to - from);
516 }
517
518 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
519 {
520         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
521
522         if (s->offset)
523                 /* Freepointer is placed after the object. */
524                 off += sizeof(void *);
525
526         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
527                 /* We also have user information there */
528                 off += 2 * sizeof(struct track);
529
530         if (s->size == off)
531                 return 1;
532
533         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
534                 return 1;
535
536         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
537
538         /*
539          * Restore padding
540          */
541         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
542         return 0;
543 }
544
545 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
546 {
547         u8 *p;
548         int length, remainder;
549
550         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
551                 return 1;
552
553         p = page_address(page);
554         length = s->objects * s->size;
555         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
556         if (!remainder)
557                 return 1;
558
559         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
560                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
561                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
562                         p + length + remainder);
563                 return 0;
564         }
565         return 1;
566 }
567
568 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
569                                         void *object, int active)
570 {
571         u8 *p = object;
572         u8 *endobject = object + s->objsize;
573
574         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
575                 unsigned int red =
576                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
577
578                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
579                         object_err(s, page, object,
580                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
581                         restore_bytes(s, "redzone", red,
582                                 endobject, object + s->inuse);
583                         return 0;
584                 }
585         } else {
586                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
587                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
588                                         s->inuse - s->objsize)) {
589                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
590                 /*
591                  * Fix it so that there will not be another report.
592                  *
593                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
594                  * to be longer than allowed.
595                  */
596                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
597                         endobject, object + s->inuse);
598                 }
599         }
600
601         if (s->flags & SLAB_POISON) {
602                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
603                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
604                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
605
606                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
607                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
608                                                 p, p + s->objsize -1);
609                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
610                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
611                         return 0;
612                 }
613                 /*
614                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
615                  */
616                 check_pad_bytes(s, page, p);
617         }
618
619         if (!s->offset && active)
620                 /*
621                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
622                  * freepointer while object is allocated.
623                  */
624                 return 1;
625
626         /* Check free pointer validity */
627         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
628                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
629                 /*
630                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
631                  * of the free objects in this slab. May cause
632                  * another error because the object count is now wrong.
633                  */
634                 set_freepointer(s, p, NULL);
635                 return 0;
636         }
637         return 1;
638 }
639
640 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
641 {
642         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
643
644         if (!PageSlab(page)) {
645                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
646                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
647                         page_count(page));
648                 return 0;
649         }
650         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
651                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
652                         "mapping=0x%p count=%d",
653                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
654                         page->flags,
655                         page->mapping,
656                         page_count(page));
657                 return 0;
658         }
659         if (page->inuse > s->objects) {
660                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
661                         "mapping=0x%p count=%d",
662                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
663                         page->mapping, page_count(page));
664                 return 0;
665         }
666         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
667         slab_pad_check(s, page);
668         return 1;
669 }
670
671 /*
672  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
673  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
674  */
675 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
676 {
677         int nr = 0;
678         void *fp = page->freelist;
679         void *object = NULL;
680
681         while (fp && nr <= s->objects) {
682                 if (fp == search)
683                         return 1;
684                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
685                         if (object) {
686                                 object_err(s, page, object,
687                                         "Freechain corrupt");
688                                 set_freepointer(s, object, NULL);
689                                 break;
690                         } else {
691                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
692                                                                         fp);
693                                 page->freelist = NULL;
694                                 page->inuse = s->objects;
695                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
696                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
697                                         s->name, page);
698                                 return 0;
699                         }
700                         break;
701                 }
702                 object = fp;
703                 fp = get_freepointer(s, object);
704                 nr++;
705         }
706
707         if (page->inuse != s->objects - nr) {
708                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
709                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
710                                                         s->objects - nr);
711                 page->inuse = s->objects - nr;
712                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
713                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
714         }
715         return search == NULL;
716 }
717
718 /*
719  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
720  */
721 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
722 {
723         spin_lock(&n->list_lock);
724         list_add(&page->lru, &n->full);
725         spin_unlock(&n->list_lock);
726 }
727
728 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
729 {
730         struct kmem_cache_node *n;
731
732         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
733                 return;
734
735         n = get_node(s, page_to_nid(page));
736
737         spin_lock(&n->list_lock);
738         list_del(&page->lru);
739         spin_unlock(&n->list_lock);
740 }
741
742 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
743                                                         void *object)
744 {
745         if (!check_slab(s, page))
746                 goto bad;
747
748         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
749                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
750                 goto bad;
751         }
752
753         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
754                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
755                 goto bad;
756         }
757
758         if (!object)
759                 return 1;
760
761         if (!check_object(s, page, object, 0))
762                 goto bad;
763
764         return 1;
765 bad:
766         if (PageSlab(page)) {
767                 /*
768                  * If this is a slab page then lets do the best we can
769                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
770                  * as used avoids touching the remaining objects.
771                  */
772                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
773                         s->name, page);
774                 page->inuse = s->objects;
775                 page->freelist = NULL;
776                 /* Fix up fields that may be corrupted */
777                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
778         }
779         return 0;
780 }
781
782 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
783                                                         void *object)
784 {
785         if (!check_slab(s, page))
786                 goto fail;
787
788         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
789                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
790                 goto fail;
791         }
792
793         if (on_freelist(s, page, object)) {
794                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
795                 goto fail;
796         }
797
798         if (!check_object(s, page, object, 1))
799                 return 0;
800
801         if (unlikely(s != page->slab)) {
802                 if (!PageSlab(page))
803                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
804                                 "outside of slab", object);
805                 else
806                 if (!page->slab) {
807                         printk(KERN_ERR
808                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
809                                                 object);
810                         dump_stack();
811                 }
812                 else
813                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
814                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
815                 goto fail;
816         }
817         return 1;
818 fail:
819         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
820                 s->name, page, object);
821         return 0;
822 }
823
824 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
825 {
826         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
827                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
828                         s->name,
829                         alloc ? "alloc" : "free",
830                         object, page->inuse,
831                         page->freelist);
832
833                 if (!alloc)
834                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
835
836                 dump_stack();
837         }
838 }
839
840 static int __init setup_slub_debug(char *str)
841 {
842         if (!str || *str != '=')
843                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
844         else {
845                 str++;
846                 if (*str == 0 || *str == ',')
847                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
848                 else
849                 for( ;*str && *str != ','; str++)
850                         switch (*str) {
851                         case 'f' : case 'F' :
852                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
853                                 break;
854                         case 'z' : case 'Z' :
855                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
856                                 break;
857                         case 'p' : case 'P' :
858                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
859                                 break;
860                         case 'u' : case 'U' :
861                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
862                                 break;
863                         case 't' : case 'T' :
864                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
865                                 break;
866                         default:
867                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
868                                         "unknown. skipped\n",*str);
869                         }
870         }
871
872         if (*str == ',')
873                 slub_debug_slabs = str + 1;
874         return 1;
875 }
876
877 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
878
879 static void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s)
880 {
881         /*
882          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
883          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
884          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
885          * object anymore.
886          *
887          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
888          * the limit is 512k.
889          *
890          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
891          * pointer. Fail if this happens.
892          */
893         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
894                 BUG_ON(s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
895                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
896                 BUG_ON(s->ctor || s->dtor);
897         }
898         else
899                 /*
900                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
901                  */
902                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
903                     strncmp(slub_debug_slabs, s->name,
904                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
905                                 s->flags |= slub_debug;
906 }
907 #else
908
909 static inline int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s,
910                 struct page *page, void *object) { return 0; }
911
912 static inline int free_object_checks(struct kmem_cache *s,
913                 struct page *page, void *object) { return 0; }
914
915 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
916 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
917 static inline void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page,
918                         void *object, int alloc) {}
919 static inline void init_object(struct kmem_cache *s,
920                         void *object, int active) {}
921 static inline void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object) {}
922 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
923                         { return 1; }
924 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
925                         void *object, int active) { return 1; }
926 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
927                         enum track_item alloc, void *addr) {}
928 static inline void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s) {}
929 #define slub_debug 0
930 #endif
931 /*
932  * Slab allocation and freeing
933  */
934 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
935 {
936         struct page * page;
937         int pages = 1 << s->order;
938
939         if (s->order)
940                 flags |= __GFP_COMP;
941
942         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
943                 flags |= SLUB_DMA;
944
945         if (node == -1)
946                 page = alloc_pages(flags, s->order);
947         else
948                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
949
950         if (!page)
951                 return NULL;
952
953         mod_zone_page_state(page_zone(page),
954                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
955                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
956                 pages);
957
958         return page;
959 }
960
961 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
962                                 void *object)
963 {
964         if (SlabDebug(page)) {
965                 init_object(s, object, 0);
966                 init_tracking(s, object);
967         }
968
969         if (unlikely(s->ctor))
970                 s->ctor(object, s, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
971 }
972
973 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
974 {
975         struct page *page;
976         struct kmem_cache_node *n;
977         void *start;
978         void *end;
979         void *last;
980         void *p;
981
982         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
983
984         if (flags & __GFP_WAIT)
985                 local_irq_enable();
986
987         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
988         if (!page)
989                 goto out;
990
991         n = get_node(s, page_to_nid(page));
992         if (n)
993                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
994         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
995         page->slab = s;
996         page->flags |= 1 << PG_slab;
997         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
998                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
999                 SetSlabDebug(page);
1000
1001         start = page_address(page);
1002         end = start + s->objects * s->size;
1003
1004         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1005                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1006
1007         last = start;
1008         for_each_object(p, s, start) {
1009                 setup_object(s, page, last);
1010                 set_freepointer(s, last, p);
1011                 last = p;
1012         }
1013         setup_object(s, page, last);
1014         set_freepointer(s, last, NULL);
1015
1016         page->freelist = start;
1017         page->inuse = 0;
1018 out:
1019         if (flags & __GFP_WAIT)
1020                 local_irq_disable();
1021         return page;
1022 }
1023
1024 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1025 {
1026         int pages = 1 << s->order;
1027
1028         if (unlikely(SlabDebug(page) || s->dtor)) {
1029                 void *p;
1030
1031                 slab_pad_check(s, page);
1032                 for_each_object(p, s, page_address(page)) {
1033                         if (s->dtor)
1034                                 s->dtor(p, s, 0);
1035                         check_object(s, page, p, 0);
1036                 }
1037         }
1038
1039         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1040                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1041                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1042                 - pages);
1043
1044         page->mapping = NULL;
1045         __free_pages(page, s->order);
1046 }
1047
1048 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1049 {
1050         struct page *page;
1051
1052         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1053         __free_slab(page->slab, page);
1054 }
1055
1056 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1057 {
1058         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1059                 /*
1060                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1061                  */
1062                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1063
1064                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1065         } else
1066                 __free_slab(s, page);
1067 }
1068
1069 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1070 {
1071         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1072
1073         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1074         reset_page_mapcount(page);
1075         ClearSlabDebug(page);
1076         __ClearPageSlab(page);
1077         free_slab(s, page);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Per slab locking using the pagelock
1082  */
1083 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1084 {
1085         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1086 }
1087
1088 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1089 {
1090         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1091 }
1092
1093 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1094 {
1095         int rc = 1;
1096
1097         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1098         return rc;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Management of partially allocated slabs
1103  */
1104 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1105 {
1106         spin_lock(&n->list_lock);
1107         n->nr_partial++;
1108         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1109         spin_unlock(&n->list_lock);
1110 }
1111
1112 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1113 {
1114         spin_lock(&n->list_lock);
1115         n->nr_partial++;
1116         list_add(&page->lru, &n->partial);
1117         spin_unlock(&n->list_lock);
1118 }
1119
1120 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1121                                                 struct page *page)
1122 {
1123         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1124
1125         spin_lock(&n->list_lock);
1126         list_del(&page->lru);
1127         n->nr_partial--;
1128         spin_unlock(&n->list_lock);
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Lock slab and remove from the partial list.
1133  *
1134  * Must hold list_lock.
1135  */
1136 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1137 {
1138         if (slab_trylock(page)) {
1139                 list_del(&page->lru);
1140                 n->nr_partial--;
1141                 return 1;
1142         }
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1148  */
1149 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1150 {
1151         struct page *page;
1152
1153         /*
1154          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1155          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1156          * partial slab and there is none available then get_partials()
1157          * will return NULL.
1158          */
1159         if (!n || !n->nr_partial)
1160                 return NULL;
1161
1162         spin_lock(&n->list_lock);
1163         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1164                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1165                         goto out;
1166         page = NULL;
1167 out:
1168         spin_unlock(&n->list_lock);
1169         return page;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1174  */
1175 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1176 {
1177 #ifdef CONFIG_NUMA
1178         struct zonelist *zonelist;
1179         struct zone **z;
1180         struct page *page;
1181
1182         /*
1183          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1184          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1185          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1186          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1187          *
1188          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1189          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1190          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1191          * from other nodes and filled up.
1192          *
1193          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1194          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1195          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1196          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1197          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1198          * with available objects.
1199          */
1200         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1201                 return NULL;
1202
1203         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1204                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1205         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1206                 struct kmem_cache_node *n;
1207
1208                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1209
1210                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1211                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1212                         page = get_partial_node(n);
1213                         if (page)
1214                                 return page;
1215                 }
1216         }
1217 #endif
1218         return NULL;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Get a partial page, lock it and return it.
1223  */
1224 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1225 {
1226         struct page *page;
1227         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1228
1229         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1230         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1231                 return page;
1232
1233         return get_any_partial(s, flags);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Move a page back to the lists.
1238  *
1239  * Must be called with the slab lock held.
1240  *
1241  * On exit the slab lock will have been dropped.
1242  */
1243 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1244 {
1245         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1246
1247         if (page->inuse) {
1248
1249                 if (page->freelist)
1250                         add_partial(n, page);
1251                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1252                         add_full(n, page);
1253                 slab_unlock(page);
1254
1255         } else {
1256                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1257                         /*
1258                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1259                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1260                          * to come after the other slabs with objects in
1261                          * order to fill them up. That way the size of the
1262                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1263                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1264                          */
1265                         add_partial_tail(n, page);
1266                         slab_unlock(page);
1267                 } else {
1268                         slab_unlock(page);
1269                         discard_slab(s, page);
1270                 }
1271         }
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Remove the cpu slab
1276  */
1277 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1278 {
1279         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1280         ClearPageActive(page);
1281
1282         putback_slab(s, page);
1283 }
1284
1285 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1286 {
1287         slab_lock(page);
1288         deactivate_slab(s, page, cpu);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Flush cpu slab.
1293  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1294  */
1295 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1296 {
1297         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1298
1299         if (likely(page))
1300                 flush_slab(s, page, cpu);
1301 }
1302
1303 static void flush_cpu_slab(void *d)
1304 {
1305         struct kmem_cache *s = d;
1306         int cpu = smp_processor_id();
1307
1308         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1309 }
1310
1311 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1312 {
1313 #ifdef CONFIG_SMP
1314         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1315 #else
1316         unsigned long flags;
1317
1318         local_irq_save(flags);
1319         flush_cpu_slab(s);
1320         local_irq_restore(flags);
1321 #endif
1322 }
1323
1324 /*
1325  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1326  * (aside from the stack):
1327  *
1328  * 1. The page struct
1329  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1330  *
1331  * The only other cache lines that are read (apart from code) is the
1332  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1333  *
1334  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1335  * debugging enabled (which means all slabs are marked with SlabDebug)
1336  */
1337 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1338                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1339 {
1340         struct page *page;
1341         void **object;
1342         unsigned long flags;
1343         int cpu;
1344
1345         local_irq_save(flags);
1346         cpu = smp_processor_id();
1347         page = s->cpu_slab[cpu];
1348         if (!page)
1349                 goto new_slab;
1350
1351         slab_lock(page);
1352         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1353                 goto another_slab;
1354 redo:
1355         object = page->freelist;
1356         if (unlikely(!object))
1357                 goto another_slab;
1358         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1359                 goto debug;
1360
1361 have_object:
1362         page->inuse++;
1363         page->freelist = object[page->offset];
1364         slab_unlock(page);
1365         local_irq_restore(flags);
1366         return object;
1367
1368 another_slab:
1369         deactivate_slab(s, page, cpu);
1370
1371 new_slab:
1372         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1373         if (likely(page)) {
1374 have_slab:
1375                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1376                 SetPageActive(page);
1377                 goto redo;
1378         }
1379
1380         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1381         if (page) {
1382                 cpu = smp_processor_id();
1383                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1384                         /*
1385                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1386                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1387                          * on another cpu. The page may not be on the
1388                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1389                          * specified. So we need to recheck.
1390                          */
1391                         if (node == -1 ||
1392                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1393                                 /*
1394                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1395                                  * want the current one since its cache hot
1396                                  */
1397                                 discard_slab(s, page);
1398                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1399                                 slab_lock(page);
1400                                 goto redo;
1401                         }
1402                         /* New slab does not fit our expectations */
1403                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1404                 }
1405                 slab_lock(page);
1406                 goto have_slab;
1407         }
1408         local_irq_restore(flags);
1409         return NULL;
1410 debug:
1411         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1412                 goto another_slab;
1413         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1414                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1415         trace(s, page, object, 1);
1416         init_object(s, object, 1);
1417         goto have_object;
1418 }
1419
1420 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1421 {
1422         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1423 }
1424 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1425
1426 #ifdef CONFIG_NUMA
1427 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1428 {
1429         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1432 #endif
1433
1434 /*
1435  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1436  * cacheline of the object.
1437  *
1438  * We read the cpu_slab cacheline to check if the slab is the per cpu
1439  * slab for this processor.
1440  */
1441 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1442                                         void *x, void *addr)
1443 {
1444         void *prior;
1445         void **object = (void *)x;
1446         unsigned long flags;
1447
1448         local_irq_save(flags);
1449         slab_lock(page);
1450
1451         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1452                 goto debug;
1453 checks_ok:
1454         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1455         page->freelist = object;
1456         page->inuse--;
1457
1458         if (unlikely(PageActive(page)))
1459                 /*
1460                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1461                  * never freed.
1462                  */
1463                 goto out_unlock;
1464
1465         if (unlikely(!page->inuse))
1466                 goto slab_empty;
1467
1468         /*
1469          * Objects left in the slab. If it
1470          * was not on the partial list before
1471          * then add it.
1472          */
1473         if (unlikely(!prior))
1474                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1475
1476 out_unlock:
1477         slab_unlock(page);
1478         local_irq_restore(flags);
1479         return;
1480
1481 slab_empty:
1482         if (prior)
1483                 /*
1484                  * Slab still on the partial list.
1485                  */
1486                 remove_partial(s, page);
1487
1488         slab_unlock(page);
1489         discard_slab(s, page);
1490         local_irq_restore(flags);
1491         return;
1492
1493 debug:
1494         if (!free_object_checks(s, page, x))
1495                 goto out_unlock;
1496         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1497                 remove_full(s, page);
1498         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1499                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1500         trace(s, page, object, 0);
1501         init_object(s, object, 0);
1502         goto checks_ok;
1503 }
1504
1505 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1506 {
1507         struct page *page;
1508
1509         page = virt_to_head_page(x);
1510
1511         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1514
1515 /* Figure out on which slab object the object resides */
1516 static struct page *get_object_page(const void *x)
1517 {
1518         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1519
1520         if (!PageSlab(page))
1521                 return NULL;
1522
1523         return page;
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1528  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1529  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1530  * another.
1531  *
1532  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1533  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1534  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1535  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1536  * locking overhead.
1537  */
1538
1539 /*
1540  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1541  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1542  * and increases the number of allocations possible without having to
1543  * take the list_lock.
1544  */
1545 static int slub_min_order;
1546 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1547 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1548
1549 /*
1550  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1551  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1552  */
1553 static int slub_nomerge;
1554
1555 /*
1556  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1557  *
1558  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1559  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1560  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1561  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1562  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1563  * would be wasted.
1564  *
1565  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1566  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1567  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1568  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1569  *
1570  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1571  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1572  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1573  * of space in favor of a small page order.
1574  *
1575  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1576  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1577  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1578  * the smallest order which will fit the object.
1579  */
1580 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1581                                 int max_order, int fract_leftover)
1582 {
1583         int order;
1584         int rem;
1585
1586         for (order = max(slub_min_order,
1587                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1588                         order <= max_order; order++) {
1589
1590                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1591
1592                 if (slab_size < min_objects * size)
1593                         continue;
1594
1595                 rem = slab_size % size;
1596
1597                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1598                         break;
1599
1600         }
1601
1602         return order;
1603 }
1604
1605 static inline int calculate_order(int size)
1606 {
1607         int order;
1608         int min_objects;
1609         int fraction;
1610
1611         /*
1612          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1613          * works by first attempting to generate a layout with
1614          * the best configuration and backing off gradually.
1615          *
1616          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1617          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1618          */
1619         min_objects = slub_min_objects;
1620         while (min_objects > 1) {
1621                 fraction = 8;
1622                 while (fraction >= 4) {
1623                         order = slab_order(size, min_objects,
1624                                                 slub_max_order, fraction);
1625                         if (order <= slub_max_order)
1626                                 return order;
1627                         fraction /= 2;
1628                 }
1629                 min_objects /= 2;
1630         }
1631
1632         /*
1633          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1634          * lets see if we can place a single object there.
1635          */
1636         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1637         if (order <= slub_max_order)
1638                 return order;
1639
1640         /*
1641          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1642          */
1643         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1644         if (order <= MAX_ORDER)
1645                 return order;
1646         return -ENOSYS;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1651  */
1652 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1653                 unsigned long align, unsigned long size)
1654 {
1655         /*
1656          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1657          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1658          * large.
1659          *
1660          * The hardware cache alignment cannot override the
1661          * specified alignment though. If that is greater
1662          * then use it.
1663          */
1664         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1665                         size > cache_line_size() / 2)
1666                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1667
1668         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1669                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1670
1671         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1672 }
1673
1674 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1675 {
1676         n->nr_partial = 0;
1677         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1678         spin_lock_init(&n->list_lock);
1679         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1680         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1681 }
1682
1683 #ifdef CONFIG_NUMA
1684 /*
1685  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1686  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1687  * possible.
1688  *
1689  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1690  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1691  */
1692 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1693                                                                 int node)
1694 {
1695         struct page *page;
1696         struct kmem_cache_node *n;
1697
1698         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1699
1700         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1701         /* new_slab() disables interupts */
1702         local_irq_enable();
1703
1704         BUG_ON(!page);
1705         n = page->freelist;
1706         BUG_ON(!n);
1707         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1708         page->inuse++;
1709         kmalloc_caches->node[node] = n;
1710         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1711         init_kmem_cache_node(n);
1712         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1713         add_partial(n, page);
1714         return n;
1715 }
1716
1717 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1718 {
1719         int node;
1720
1721         for_each_online_node(node) {
1722                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1723                 if (n && n != &s->local_node)
1724                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1725                 s->node[node] = NULL;
1726         }
1727 }
1728
1729 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1730 {
1731         int node;
1732         int local_node;
1733
1734         if (slab_state >= UP)
1735                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1736         else
1737                 local_node = 0;
1738
1739         for_each_online_node(node) {
1740                 struct kmem_cache_node *n;
1741
1742                 if (local_node == node)
1743                         n = &s->local_node;
1744                 else {
1745                         if (slab_state == DOWN) {
1746                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1747                                                                 node);
1748                                 continue;
1749                         }
1750                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1751                                                         gfpflags, node);
1752
1753                         if (!n) {
1754                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1755                                 return 0;
1756                         }
1757
1758                 }
1759                 s->node[node] = n;
1760                 init_kmem_cache_node(n);
1761         }
1762         return 1;
1763 }
1764 #else
1765 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1766 {
1767 }
1768
1769 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1770 {
1771         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1772         return 1;
1773 }
1774 #endif
1775
1776 /*
1777  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1778  * a slab object.
1779  */
1780 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1781 {
1782         unsigned long flags = s->flags;
1783         unsigned long size = s->objsize;
1784         unsigned long align = s->align;
1785
1786         /*
1787          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1788          * the slab may touch the object after free or before allocation
1789          * then we should never poison the object itself.
1790          */
1791         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1792                         !s->ctor && !s->dtor)
1793                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1794         else
1795                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1796
1797         /*
1798          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1799          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1800          * the possible location of the free pointer.
1801          */
1802         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1803
1804 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1805         /*
1806          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
1807          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1808          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
1809          */
1810         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1811                 size += sizeof(void *);
1812 #endif
1813
1814         /*
1815          * With that we have determined the number of bytes in actual use
1816          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
1817          */
1818         s->inuse = size;
1819
1820 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1821         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1822                 s->ctor || s->dtor)) {
1823                 /*
1824                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1825                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1826                  * kmem_cache_free.
1827                  *
1828                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1829                  * destructor or are poisoning the objects.
1830                  */
1831                 s->offset = size;
1832                 size += sizeof(void *);
1833         }
1834
1835         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1836                 /*
1837                  * Need to store information about allocs and frees after
1838                  * the object.
1839                  */
1840                 size += 2 * sizeof(struct track);
1841
1842         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1843                 /*
1844                  * Add some empty padding so that we can catch
1845                  * overwrites from earlier objects rather than let
1846                  * tracking information or the free pointer be
1847                  * corrupted if an user writes before the start
1848                  * of the object.
1849                  */
1850                 size += sizeof(void *);
1851 #endif
1852
1853         /*
1854          * Determine the alignment based on various parameters that the
1855          * user specified and the dynamic determination of cache line size
1856          * on bootup.
1857          */
1858         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1859
1860         /*
1861          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1862          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1863          * each object to conform to the alignment.
1864          */
1865         size = ALIGN(size, align);
1866         s->size = size;
1867
1868         s->order = calculate_order(size);
1869         if (s->order < 0)
1870                 return 0;
1871
1872         /*
1873          * Determine the number of objects per slab
1874          */
1875         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1876
1877         /*
1878          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1879          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1880          * more than 64k objects per slab.
1881          */
1882         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1883                 return 0;
1884         return 1;
1885
1886 }
1887
1888 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1889                 const char *name, size_t size,
1890                 size_t align, unsigned long flags,
1891                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1892                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1893 {
1894         memset(s, 0, kmem_size);
1895         s->name = name;
1896         s->ctor = ctor;
1897         s->dtor = dtor;
1898         s->objsize = size;
1899         s->flags = flags;
1900         s->align = align;
1901         kmem_cache_open_debug_check(s);
1902
1903         if (!calculate_sizes(s))
1904                 goto error;
1905
1906         s->refcount = 1;
1907 #ifdef CONFIG_NUMA
1908         s->defrag_ratio = 100;
1909 #endif
1910
1911         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1912                 return 1;
1913 error:
1914         if (flags & SLAB_PANIC)
1915                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1916                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1917                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1918                         s->offset, flags);
1919         return 0;
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1922
1923 /*
1924  * Check if a given pointer is valid
1925  */
1926 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1927 {
1928         struct page * page;
1929
1930         page = get_object_page(object);
1931
1932         if (!page || s != page->slab)
1933                 /* No slab or wrong slab */
1934                 return 0;
1935
1936         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
1937                 return 0;
1938
1939         /*
1940          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1941          * But this would be too expensive and it seems that the main
1942          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1943          * to a certain slab.
1944          */
1945         return 1;
1946 }
1947 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1948
1949 /*
1950  * Determine the size of a slab object
1951  */
1952 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1953 {
1954         return s->objsize;
1955 }
1956 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1957
1958 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1959 {
1960         return s->name;
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1963
1964 /*
1965  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
1966  * were unable to free.
1967  */
1968 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1969                         struct list_head *list)
1970 {
1971         int slabs_inuse = 0;
1972         unsigned long flags;
1973         struct page *page, *h;
1974
1975         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1976         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1977                 if (!page->inuse) {
1978                         list_del(&page->lru);
1979                         discard_slab(s, page);
1980                 } else
1981                         slabs_inuse++;
1982         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1983         return slabs_inuse;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * Release all resources used by a slab cache.
1988  */
1989 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1990 {
1991         int node;
1992
1993         flush_all(s);
1994
1995         /* Attempt to free all objects */
1996         for_each_online_node(node) {
1997                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1998
1999                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2000                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2001                         return 1;
2002         }
2003         free_kmem_cache_nodes(s);
2004         return 0;
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2009  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2010  */
2011 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2012 {
2013         down_write(&slub_lock);
2014         s->refcount--;
2015         if (!s->refcount) {
2016                 list_del(&s->list);
2017                 if (kmem_cache_close(s))
2018                         WARN_ON(1);
2019                 sysfs_slab_remove(s);
2020                 kfree(s);
2021         }
2022         up_write(&slub_lock);
2023 }
2024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2025
2026 /********************************************************************
2027  *              Kmalloc subsystem
2028  *******************************************************************/
2029
2030 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
2031 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2032
2033 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2034 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
2035 #endif
2036
2037 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2038 {
2039         get_option (&str, &slub_min_order);
2040
2041         return 1;
2042 }
2043
2044 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2045
2046 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2047 {
2048         get_option (&str, &slub_max_order);
2049
2050         return 1;
2051 }
2052
2053 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2054
2055 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2056 {
2057         get_option (&str, &slub_min_objects);
2058
2059         return 1;
2060 }
2061
2062 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2063
2064 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2065 {
2066         slub_nomerge = 1;
2067         return 1;
2068 }
2069
2070 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2071
2072 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2073                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2074 {
2075         unsigned int flags = 0;
2076
2077         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2078                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2079
2080         down_write(&slub_lock);
2081         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2082                         flags, NULL, NULL))
2083                 goto panic;
2084
2085         list_add(&s->list, &slab_caches);
2086         up_write(&slub_lock);
2087         if (sysfs_slab_add(s))
2088                 goto panic;
2089         return s;
2090
2091 panic:
2092         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2093 }
2094
2095 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2096 {
2097         int index = kmalloc_index(size);
2098
2099         if (!index)
2100                 return NULL;
2101
2102         /* Allocation too large? */
2103         BUG_ON(index < 0);
2104
2105 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2106         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2107                 struct kmem_cache *s;
2108                 struct kmem_cache *x;
2109                 char *text;
2110                 size_t realsize;
2111
2112                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2113                 if (s)
2114                         return s;
2115
2116                 /* Dynamically create dma cache */
2117                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2118                 if (!x)
2119                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2120
2121                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2122                         realsize = 1 << index;
2123                 else {
2124                         if (index == 1)
2125                                 realsize = 96;
2126                         else
2127                                 realsize = 192;
2128                 }
2129
2130                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2131                                 (unsigned int)realsize);
2132                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2133                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2134                 return s;
2135         }
2136 #endif
2137         return &kmalloc_caches[index];
2138 }
2139
2140 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2141 {
2142         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2143
2144         if (s)
2145                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2146         return NULL;
2147 }
2148 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2149
2150 #ifdef CONFIG_NUMA
2151 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2152 {
2153         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2154
2155         if (s)
2156                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2157         return NULL;
2158 }
2159 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2160 #endif
2161
2162 size_t ksize(const void *object)
2163 {
2164         struct page *page = get_object_page(object);
2165         struct kmem_cache *s;
2166
2167         BUG_ON(!page);
2168         s = page->slab;
2169         BUG_ON(!s);
2170
2171         /*
2172          * Debugging requires use of the padding between object
2173          * and whatever may come after it.
2174          */
2175         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2176                 return s->objsize;
2177
2178         /*
2179          * If we have the need to store the freelist pointer
2180          * back there or track user information then we can
2181          * only use the space before that information.
2182          */
2183         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2184                 return s->inuse;
2185
2186         /*
2187          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2188          */
2189         return s->size;
2190 }
2191 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2192
2193 void kfree(const void *x)
2194 {
2195         struct kmem_cache *s;
2196         struct page *page;
2197
2198         if (!x)
2199                 return;
2200
2201         page = virt_to_head_page(x);
2202         s = page->slab;
2203
2204         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2205 }
2206 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2207
2208 /*
2209  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2210  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2211  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2212  * and thus they can be removed from the partial lists.
2213  *
2214  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2215  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2216  * are freed in them.
2217  */
2218 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2219 {
2220         int node;
2221         int i;
2222         struct kmem_cache_node *n;
2223         struct page *page;
2224         struct page *t;
2225         struct list_head *slabs_by_inuse =
2226                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2227         unsigned long flags;
2228
2229         if (!slabs_by_inuse)
2230                 return -ENOMEM;
2231
2232         flush_all(s);
2233         for_each_online_node(node) {
2234                 n = get_node(s, node);
2235
2236                 if (!n->nr_partial)
2237                         continue;
2238
2239                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2240                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2241
2242                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2243
2244                 /*
2245                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2246                  *
2247                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2248                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2249                  */
2250                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2251                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2252                                 /*
2253                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2254                                  * may have freed the last object and be
2255                                  * waiting to release the slab.
2256                                  */
2257                                 list_del(&page->lru);
2258                                 n->nr_partial--;
2259                                 slab_unlock(page);
2260                                 discard_slab(s, page);
2261                         } else {
2262                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2263                                         list_move(&page->lru,
2264                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2265                         }
2266                 }
2267
2268                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2269                         goto out;
2270
2271                 /*
2272                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2273                  * first and the least used slabs at the end.
2274                  */
2275                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2276                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2277
2278         out:
2279                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2280         }
2281
2282         kfree(slabs_by_inuse);
2283         return 0;
2284 }
2285 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2286
2287 /**
2288  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2289  * @p: object to reallocate memory for.
2290  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2291  * @flags: the type of memory to allocate.
2292  *
2293  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2294  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2295  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2296  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2297  */
2298 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2299 {
2300         void *ret;
2301         size_t ks;
2302
2303         if (unlikely(!p))
2304                 return kmalloc(new_size, flags);
2305
2306         if (unlikely(!new_size)) {
2307                 kfree(p);
2308                 return NULL;
2309         }
2310
2311         ks = ksize(p);
2312         if (ks >= new_size)
2313                 return (void *)p;
2314
2315         ret = kmalloc(new_size, flags);
2316         if (ret) {
2317                 memcpy(ret, p, min(new_size, ks));
2318                 kfree(p);
2319         }
2320         return ret;
2321 }
2322 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2323
2324 /********************************************************************
2325  *                      Basic setup of slabs
2326  *******************************************************************/
2327
2328 void __init kmem_cache_init(void)
2329 {
2330         int i;
2331
2332 #ifdef CONFIG_NUMA
2333         /*
2334          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2335          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2336          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2337          */
2338         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2339                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2340 #endif
2341
2342         /* Able to allocate the per node structures */
2343         slab_state = PARTIAL;
2344
2345         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2346         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2347                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2348         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2349                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2350
2351         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2352                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2353                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2354
2355         slab_state = UP;
2356
2357         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2358         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2359                 kmalloc_caches[i]. name =
2360                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2361
2362 #ifdef CONFIG_SMP
2363         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2364 #endif
2365
2366         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2367                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2368                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2369
2370         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2371                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2372                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, cache_line_size(),
2373                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2374                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Find a mergeable slab cache
2379  */
2380 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2381 {
2382         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2383                 return 1;
2384
2385         if (s->ctor || s->dtor)
2386                 return 1;
2387
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2392                 size_t align, unsigned long flags,
2393                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2394                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2395 {
2396         struct list_head *h;
2397
2398         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2399                 return NULL;
2400
2401         if (ctor || dtor)
2402                 return NULL;
2403
2404         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2405         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2406         size = ALIGN(size, align);
2407
2408         list_for_each(h, &slab_caches) {
2409                 struct kmem_cache *s =
2410                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2411
2412                 if (slab_unmergeable(s))
2413                         continue;
2414
2415                 if (size > s->size)
2416                         continue;
2417
2418                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2419                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2420                                 continue;
2421                 /*
2422                  * Check if alignment is compatible.
2423                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2424                  */
2425                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2426                         continue;
2427
2428                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2429                         continue;
2430
2431                 return s;
2432         }
2433         return NULL;
2434 }
2435
2436 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2437                 size_t align, unsigned long flags,
2438                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2439                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2440 {
2441         struct kmem_cache *s;
2442
2443         down_write(&slub_lock);
2444         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2445         if (s) {
2446                 s->refcount++;
2447                 /*
2448                  * Adjust the object sizes so that we clear
2449                  * the complete object on kzalloc.
2450                  */
2451                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2452                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2453                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2454                         goto err;
2455         } else {
2456                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2457                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2458                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2459                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2460                                 kfree(s);
2461                                 goto err;
2462                         }
2463                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2464                 } else
2465                         kfree(s);
2466         }
2467         up_write(&slub_lock);
2468         return s;
2469
2470 err:
2471         up_write(&slub_lock);
2472         if (flags & SLAB_PANIC)
2473                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2474         else
2475                 s = NULL;
2476         return s;
2477 }
2478 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2479
2480 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2481 {
2482         void *x;
2483
2484         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2485         if (x)
2486                 memset(x, 0, s->objsize);
2487         return x;
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2490
2491 #ifdef CONFIG_SMP
2492 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2493 {
2494         struct list_head *h;
2495
2496         down_read(&slub_lock);
2497         list_for_each(h, &slab_caches) {
2498                 struct kmem_cache *s =
2499                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2500
2501                 func(s, cpu);
2502         }
2503         up_read(&slub_lock);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2508  * necessary.
2509  */
2510 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2511                 unsigned long action, void *hcpu)
2512 {
2513         long cpu = (long)hcpu;
2514
2515         switch (action) {
2516         case CPU_UP_CANCELED:
2517         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2518         case CPU_DEAD:
2519         case CPU_DEAD_FROZEN:
2520                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2521                 break;
2522         default:
2523                 break;
2524         }
2525         return NOTIFY_OK;
2526 }
2527
2528 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2529         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2530
2531 #endif
2532
2533 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2534 {
2535         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2536
2537         if (!s)
2538                 return NULL;
2539
2540         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2541 }
2542
2543 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2544                                         int node, void *caller)
2545 {
2546         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2547
2548         if (!s)
2549                 return NULL;
2550
2551         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2552 }
2553
2554 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2555 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2556 {
2557         void *p;
2558         void *addr = page_address(page);
2559         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2560
2561         if (!check_slab(s, page) ||
2562                         !on_freelist(s, page, NULL))
2563                 return 0;
2564
2565         /* Now we know that a valid freelist exists */
2566         bitmap_zero(map, s->objects);
2567
2568         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2569                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2570                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2571                         return 0;
2572         }
2573
2574         for_each_object(p, s, addr)
2575                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2576                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2577                                 return 0;
2578         return 1;
2579 }
2580
2581 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2582 {
2583         if (slab_trylock(page)) {
2584                 validate_slab(s, page);
2585                 slab_unlock(page);
2586         } else
2587                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2588                         s->name, page);
2589
2590         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2591                 if (!SlabDebug(page))
2592                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
2593                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2594         } else {
2595                 if (SlabDebug(page))
2596                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
2597                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2598         }
2599 }
2600
2601 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2602 {
2603         unsigned long count = 0;
2604         struct page *page;
2605         unsigned long flags;
2606
2607         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2608
2609         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2610                 validate_slab_slab(s, page);
2611                 count++;
2612         }
2613         if (count != n->nr_partial)
2614                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2615                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2616
2617         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2618                 goto out;
2619
2620         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2621                 validate_slab_slab(s, page);
2622                 count++;
2623         }
2624         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2625                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2626                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2627                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2628
2629 out:
2630         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2631         return count;
2632 }
2633
2634 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2635 {
2636         int node;
2637         unsigned long count = 0;
2638
2639         flush_all(s);
2640         for_each_online_node(node) {
2641                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2642
2643                 count += validate_slab_node(s, n);
2644         }
2645         return count;
2646 }
2647
2648 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2649 static void resiliency_test(void)
2650 {
2651         u8 *p;
2652
2653         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2654         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2655         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2656
2657         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2658         p[16] = 0x12;
2659         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2660                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2661
2662         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2663
2664         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2665         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2666         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2667         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2668                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2669         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2670
2671         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2672         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2673         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2674         *p = 0x56;
2675         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2676                                                                         p);
2677         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2678         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2679
2680         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2681         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2682         kfree(p);
2683         *p = 0x78;
2684         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2685         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2686
2687         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2688         kfree(p);
2689         p[50] = 0x9a;
2690         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2691         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2692
2693         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2694         kfree(p);
2695         p[512] = 0xab;
2696         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2697         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2698 }
2699 #else
2700 static void resiliency_test(void) {};
2701 #endif
2702
2703 /*
2704  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
2705  * and freed.
2706  */
2707
2708 struct location {
2709         unsigned long count;
2710         void *addr;
2711         long long sum_time;
2712         long min_time;
2713         long max_time;
2714         long min_pid;
2715         long max_pid;
2716         cpumask_t cpus;
2717         nodemask_t nodes;
2718 };
2719
2720 struct loc_track {
2721         unsigned long max;
2722         unsigned long count;
2723         struct location *loc;
2724 };
2725
2726 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2727 {
2728         if (t->max)
2729                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2730                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2731 }
2732
2733 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2734 {
2735         struct location *l;
2736         int order;
2737
2738         if (!max)
2739                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2740
2741         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2742
2743         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2744
2745         if (!l)
2746                 return 0;
2747
2748         if (t->count) {
2749                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2750                 free_loc_track(t);
2751         }
2752         t->max = max;
2753         t->loc = l;
2754         return 1;
2755 }
2756
2757 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2758                                 const struct track *track)
2759 {
2760         long start, end, pos;
2761         struct location *l;
2762         void *caddr;
2763         unsigned long age = jiffies - track->when;
2764
2765         start = -1;
2766         end = t->count;
2767
2768         for ( ; ; ) {
2769                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2770
2771                 /*
2772                  * There is nothing at "end". If we end up there
2773                  * we need to add something to before end.
2774                  */
2775                 if (pos == end)
2776                         break;
2777
2778                 caddr = t->loc[pos].addr;
2779                 if (track->addr == caddr) {
2780
2781                         l = &t->loc[pos];
2782                         l->count++;
2783                         if (track->when) {
2784                                 l->sum_time += age;
2785                                 if (age < l->min_time)
2786                                         l->min_time = age;
2787                                 if (age > l->max_time)
2788                                         l->max_time = age;
2789
2790                                 if (track->pid < l->min_pid)
2791                                         l->min_pid = track->pid;
2792                                 if (track->pid > l->max_pid)
2793                                         l->max_pid = track->pid;
2794
2795                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2796                         }
2797                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2798                         return 1;
2799                 }
2800
2801                 if (track->addr < caddr)
2802                         end = pos;
2803                 else
2804                         start = pos;
2805         }
2806
2807         /*
2808          * Not found. Insert new tracking element.
2809          */
2810         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2811                 return 0;
2812
2813         l = t->loc + pos;
2814         if (pos < t->count)
2815                 memmove(l + 1, l,
2816                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2817         t->count++;
2818         l->count = 1;
2819         l->addr = track->addr;
2820         l->sum_time = age;
2821         l->min_time = age;
2822         l->max_time = age;
2823         l->min_pid = track->pid;
2824         l->max_pid = track->pid;
2825         cpus_clear(l->cpus);
2826         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2827         nodes_clear(l->nodes);
2828         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2829         return 1;
2830 }
2831
2832 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2833                 struct page *page, enum track_item alloc)
2834 {
2835         void *addr = page_address(page);
2836         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2837         void *p;
2838
2839         bitmap_zero(map, s->objects);
2840         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2841                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2842
2843         for_each_object(p, s, addr)
2844                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2845                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
2846 }
2847
2848 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2849                                         enum track_item alloc)
2850 {
2851         int n = 0;
2852         unsigned long i;
2853         struct loc_track t;
2854         int node;
2855
2856         t.count = 0;
2857         t.max = 0;
2858
2859         /* Push back cpu slabs */
2860         flush_all(s);
2861
2862         for_each_online_node(node) {
2863                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2864                 unsigned long flags;
2865                 struct page *page;
2866
2867                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2868                         continue;
2869
2870                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2871                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2872                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2873                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2874                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2875                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2876         }
2877
2878         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2879                 struct location *l = &t.loc[i];
2880
2881                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2882                         break;
2883                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
2884
2885                 if (l->addr)
2886                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
2887                 else
2888                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2889
2890                 if (l->sum_time != l->min_time) {
2891                         unsigned long remainder;
2892
2893                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
2894                         l->min_time,
2895                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
2896                         l->max_time);
2897                 } else
2898                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
2899                                 l->min_time);
2900
2901                 if (l->min_pid != l->max_pid)
2902                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
2903                                 l->min_pid, l->max_pid);
2904                 else
2905                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
2906                                 l->min_pid);
2907
2908                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus)) {
2909                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
2910                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
2911                                         l->cpus);
2912                 }
2913
2914                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes)) {
2915                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
2916                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
2917                                         l->nodes);
2918                 }
2919
2920                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2921         }
2922
2923         free_loc_track(&t);
2924         if (!t.count)
2925                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2926         return n;
2927 }
2928
2929 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2930 {
2931         unsigned long flags;
2932         unsigned long x = 0;
2933         struct page *page;
2934
2935         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2936         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2937                 x += page->inuse;
2938         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2939         return x;
2940 }
2941
2942 enum slab_stat_type {
2943         SL_FULL,
2944         SL_PARTIAL,
2945         SL_CPU,
2946         SL_OBJECTS
2947 };
2948
2949 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2950 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2951 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2952 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2953
2954 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2955                         char *buf, unsigned long flags)
2956 {
2957         unsigned long total = 0;
2958         int cpu;
2959         int node;
2960         int x;
2961         unsigned long *nodes;
2962         unsigned long *per_cpu;
2963
2964         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2965         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2966
2967         for_each_possible_cpu(cpu) {
2968                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2969                 int node;
2970
2971                 if (page) {
2972                         node = page_to_nid(page);
2973                         if (flags & SO_CPU) {
2974                                 int x = 0;
2975
2976                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2977                                         x = page->inuse;
2978                                 else
2979                                         x = 1;
2980                                 total += x;
2981                                 nodes[node] += x;
2982                         }
2983                         per_cpu[node]++;
2984                 }
2985         }
2986
2987         for_each_online_node(node) {
2988                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2989
2990                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2991                         if (flags & SO_OBJECTS)
2992                                 x = count_partial(n);
2993                         else
2994                                 x = n->nr_partial;
2995                         total += x;
2996                         nodes[node] += x;
2997                 }
2998
2999                 if (flags & SO_FULL) {
3000                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
3001                                         - per_cpu[node]
3002                                         - n->nr_partial;
3003
3004                         if (flags & SO_OBJECTS)
3005                                 x = full_slabs * s->objects;
3006                         else
3007                                 x = full_slabs;
3008                         total += x;
3009                         nodes[node] += x;
3010                 }
3011         }
3012
3013         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3014 #ifdef CONFIG_NUMA
3015         for_each_online_node(node)
3016                 if (nodes[node])
3017                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3018                                         node, nodes[node]);
3019 #endif
3020         kfree(nodes);
3021         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3022 }
3023
3024 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3025 {
3026         int node;
3027         int cpu;
3028
3029         for_each_possible_cpu(cpu)
3030                 if (s->cpu_slab[cpu])
3031                         return 1;
3032
3033         for_each_node(node) {
3034                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3035
3036                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
3037                         return 1;
3038         }
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3043 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3044
3045 struct slab_attribute {
3046         struct attribute attr;
3047         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3048         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3049 };
3050
3051 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3052         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3053
3054 #define SLAB_ATTR(_name) \
3055         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3056         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3057
3058 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3059 {
3060         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3061 }
3062 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3063
3064 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3065 {
3066         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3067 }
3068 SLAB_ATTR_RO(align);
3069
3070 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3071 {
3072         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3073 }
3074 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3075
3076 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3077 {
3078         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3079 }
3080 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3081
3082 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3083 {
3084         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3085 }
3086 SLAB_ATTR_RO(order);
3087
3088 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3089 {
3090         if (s->ctor) {
3091                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3092
3093                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3094         }
3095         return 0;
3096 }
3097 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3098
3099 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3100 {
3101         if (s->dtor) {
3102                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3103
3104                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3105         }
3106         return 0;
3107 }
3108 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3109
3110 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3111 {
3112         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3113 }
3114 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3115
3116 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3117 {
3118         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3119 }
3120 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3121
3122 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3123 {
3124         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3125 }
3126 SLAB_ATTR_RO(partial);
3127
3128 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3129 {
3130         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3131 }
3132 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3133
3134 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3135 {
3136         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3137 }
3138 SLAB_ATTR_RO(objects);
3139
3140 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3141 {
3142         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3143 }
3144
3145 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3146                                 const char *buf, size_t length)
3147 {
3148         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3149         if (buf[0] == '1')
3150                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3151         return length;
3152 }
3153 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3154
3155 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3156 {
3157         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3158 }
3159
3160 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3161                                                         size_t length)
3162 {
3163         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3164         if (buf[0] == '1')
3165                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3166         return length;
3167 }
3168 SLAB_ATTR(trace);
3169
3170 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3171 {
3172         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3173 }
3174
3175 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3176                                 const char *buf, size_t length)
3177 {
3178         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3179         if (buf[0] == '1')
3180                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3181         return length;
3182 }
3183 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3184
3185 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3186 {
3187         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3188 }
3189 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3190
3191 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3192 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3193 {
3194         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3195 }
3196 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3197 #endif
3198
3199 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3200 {
3201         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3202 }
3203 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3204
3205 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3206 {
3207         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3208 }
3209
3210 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3211                                 const char *buf, size_t length)
3212 {
3213         if (any_slab_objects(s))
3214                 return -EBUSY;
3215
3216         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3217         if (buf[0] == '1')
3218                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3219         calculate_sizes(s);
3220         return length;
3221 }
3222 SLAB_ATTR(red_zone);
3223
3224 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3225 {
3226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3227 }
3228
3229 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3230                                 const char *buf, size_t length)
3231 {
3232         if (any_slab_objects(s))
3233                 return -EBUSY;
3234
3235         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3236         if (buf[0] == '1')
3237                 s->flags |= SLAB_POISON;
3238         calculate_sizes(s);
3239         return length;
3240 }
3241 SLAB_ATTR(poison);
3242
3243 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3244 {
3245         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3246 }
3247
3248 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3249                                 const char *buf, size_t length)
3250 {
3251         if (any_slab_objects(s))
3252                 return -EBUSY;
3253
3254         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3255         if (buf[0] == '1')
3256                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3257         calculate_sizes(s);
3258         return length;
3259 }
3260 SLAB_ATTR(store_user);
3261
3262 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3263 {
3264         return 0;
3265 }
3266
3267 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3268                         const char *buf, size_t length)
3269 {
3270         if (buf[0] == '1')
3271                 validate_slab_cache(s);
3272         else
3273                 return -EINVAL;
3274         return length;
3275 }
3276 SLAB_ATTR(validate);
3277
3278 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3279 {
3280         return 0;
3281 }
3282
3283 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3284                         const char *buf, size_t length)
3285 {
3286         if (buf[0] == '1') {
3287                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3288
3289                 if (rc)
3290                         return rc;
3291         } else
3292                 return -EINVAL;
3293         return length;
3294 }
3295 SLAB_ATTR(shrink);
3296
3297 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3298 {
3299         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3300                 return -ENOSYS;
3301         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3302 }
3303 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3304
3305 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3306 {
3307         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3308                 return -ENOSYS;
3309         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3310 }
3311 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3312
3313 #ifdef CONFIG_NUMA
3314 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3315 {
3316         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3317 }
3318
3319 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3320                                 const char *buf, size_t length)
3321 {
3322         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3323
3324         if (n < 100)
3325                 s->defrag_ratio = n * 10;
3326         return length;
3327 }
3328 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3329 #endif
3330
3331 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3332         &slab_size_attr.attr,
3333         &object_size_attr.attr,
3334         &objs_per_slab_attr.attr,
3335         &order_attr.attr,
3336         &objects_attr.attr,
3337         &slabs_attr.attr,
3338         &partial_attr.attr,
3339         &cpu_slabs_attr.attr,
3340         &ctor_attr.attr,
3341         &dtor_attr.attr,
3342         &aliases_attr.attr,
3343         &align_attr.attr,
3344         &sanity_checks_attr.attr,
3345         &trace_attr.attr,
3346         &hwcache_align_attr.attr,
3347         &reclaim_account_attr.attr,
3348         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3349         &red_zone_attr.attr,
3350         &poison_attr.attr,
3351         &store_user_attr.attr,
3352         &validate_attr.attr,
3353         &shrink_attr.attr,
3354         &alloc_calls_attr.attr,
3355         &free_calls_attr.attr,
3356 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3357         &cache_dma_attr.attr,
3358 #endif
3359 #ifdef CONFIG_NUMA
3360         &defrag_ratio_attr.attr,
3361 #endif
3362         NULL
3363 };
3364
3365 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3366         .attrs = slab_attrs,
3367 };
3368
3369 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3370                                 struct attribute *attr,
3371                                 char *buf)
3372 {
3373         struct slab_attribute *attribute;
3374         struct kmem_cache *s;
3375         int err;
3376
3377         attribute = to_slab_attr(attr);
3378         s = to_slab(kobj);
3379
3380         if (!attribute->show)
3381                 return -EIO;
3382
3383         err = attribute->show(s, buf);
3384
3385         return err;
3386 }
3387
3388 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3389                                 struct attribute *attr,
3390                                 const char *buf, size_t len)
3391 {
3392         struct slab_attribute *attribute;
3393         struct kmem_cache *s;
3394         int err;
3395
3396         attribute = to_slab_attr(attr);
3397         s = to_slab(kobj);
3398
3399         if (!attribute->store)
3400                 return -EIO;
3401
3402         err = attribute->store(s, buf, len);
3403
3404         return err;
3405 }
3406
3407 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3408         .show = slab_attr_show,
3409         .store = slab_attr_store,
3410 };
3411
3412 static struct kobj_type slab_ktype = {
3413         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3414 };
3415
3416 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3417 {
3418         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3419
3420         if (ktype == &slab_ktype)
3421                 return 1;
3422         return 0;
3423 }
3424
3425 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3426         .filter = uevent_filter,
3427 };
3428
3429 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3430
3431 #define ID_STR_LENGTH 64
3432
3433 /* Create a unique string id for a slab cache:
3434  * format
3435  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3436  */
3437 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3438 {
3439         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3440         char *p = name;
3441
3442         BUG_ON(!name);
3443
3444         *p++ = ':';
3445         /*
3446          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3447          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3448          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3449          * are matched during merging to guarantee that the id is
3450          * unique.
3451          */
3452         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3453                 *p++ = 'd';
3454         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3455                 *p++ = 'a';
3456         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3457                 *p++ = 'F';
3458         if (p != name + 1)
3459                 *p++ = '-';
3460         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3461         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3462         return name;
3463 }
3464
3465 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3466 {
3467         int err;
3468         const char *name;
3469         int unmergeable;
3470
3471         if (slab_state < SYSFS)
3472                 /* Defer until later */
3473                 return 0;
3474
3475         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3476         if (unmergeable) {
3477                 /*
3478                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3479                  * This is typically the case for debug situations. In that
3480                  * case we can catch duplicate names easily.
3481                  */
3482                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3483                 name = s->name;
3484         } else {
3485                 /*
3486                  * Create a unique name for the slab as a target
3487                  * for the symlinks.
3488                  */
3489                 name = create_unique_id(s);
3490         }
3491
3492         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3493         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3494         kobject_init(&s->kobj);
3495         err = kobject_add(&s->kobj);
3496         if (err)
3497                 return err;
3498
3499         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3500         if (err)
3501                 return err;
3502         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3503         if (!unmergeable) {
3504                 /* Setup first alias */
3505                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3506                 kfree(name);
3507         }
3508         return 0;
3509 }
3510
3511 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3512 {
3513         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3514         kobject_del(&s->kobj);
3515 }
3516
3517 /*
3518  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3519  * available lest we loose that information.
3520  */
3521 struct saved_alias {
3522         struct kmem_cache *s;
3523         const char *name;
3524         struct saved_alias *next;
3525 };
3526
3527 struct saved_alias *alias_list;
3528
3529 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3530 {
3531         struct saved_alias *al;
3532
3533         if (slab_state == SYSFS) {
3534                 /*
3535                  * If we have a leftover link then remove it.
3536                  */
3537                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3538                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3539                                                 &s->kobj, name);
3540         }
3541
3542         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3543         if (!al)
3544                 return -ENOMEM;
3545
3546         al->s = s;
3547         al->name = name;
3548         al->next = alias_list;
3549         alias_list = al;
3550         return 0;
3551 }
3552
3553 static int __init slab_sysfs_init(void)
3554 {
3555         struct list_head *h;
3556         int err;
3557
3558         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3559         if (err) {
3560                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3561                 return -ENOSYS;
3562         }
3563
3564         slab_state = SYSFS;
3565
3566         list_for_each(h, &slab_caches) {
3567                 struct kmem_cache *s =
3568                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
3569
3570                 err = sysfs_slab_add(s);
3571                 BUG_ON(err);
3572         }
3573
3574         while (alias_list) {
3575                 struct saved_alias *al = alias_list;
3576
3577                 alias_list = alias_list->next;
3578                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3579                 BUG_ON(err);
3580                 kfree(al);
3581         }
3582
3583         resiliency_test();
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 __initcall(slab_sysfs_init);
3588 #endif