Merge branch 'alpm' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/jgarzik/libata-dev
[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 #include <linux/memory.h>
24
25 /*
26  * Lock order:
27  *   1. slab_lock(page)
28  *   2. slab->list_lock
29  *
30  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
31  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
32  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
33  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
34  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
35  *   the page_struct of the slab.
36  *
37  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
38  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
39  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
40  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
41  *   modified without taking the list lock).
42  *
43  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
44  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
45  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
46  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
47  *   the list lock.
48  *
49  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
50  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
51  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
52  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
53  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
54  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
55  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
56  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
57  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
58  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
59  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
60  *   no danger of cacheline contention.
61  *
62  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
63  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
64  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
65  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
66  *
67  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
68  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
69  *
70  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
71  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
72  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
73  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
74  * cannot scan all objects.
75  *
76  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
77  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
78  * fast frees and allocs.
79  *
80  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
81  *
82  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
83  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
84  *                      such as satisfying allocations for a specific
85  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
86  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
87  *                      list operations. It is up to the processor holding
88  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
89  *                      when the slab is no longer needed.
90  *
91  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
92  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
93  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
94  *                      freelist that allows lockless access to
95  *                      free objects in addition to the regular freelist
96  *                      that requires the slab lock.
97  *
98  * PageError            Slab requires special handling due to debug
99  *                      options set. This moves slab handling out of
100  *                      the fast path and disables lockless freelists.
101  */
102
103 #define FROZEN (1 << PG_active)
104
105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
106 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
107 #else
108 #define SLABDEBUG 0
109 #endif
110
111 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
112 {
113         return page->flags & FROZEN;
114 }
115
116 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
117 {
118         page->flags |= FROZEN;
119 }
120
121 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
122 {
123         page->flags &= ~FROZEN;
124 }
125
126 static inline int SlabDebug(struct page *page)
127 {
128         return page->flags & SLABDEBUG;
129 }
130
131 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
132 {
133         page->flags |= SLABDEBUG;
134 }
135
136 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
137 {
138         page->flags &= ~SLABDEBUG;
139 }
140
141 /*
142  * Issues still to be resolved:
143  *
144  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
145  *
146  * - Variable sizing of the per node arrays
147  */
148
149 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
150 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
151
152 #if PAGE_SHIFT <= 12
153
154 /*
155  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
156  */
157 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
158 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
159
160 #else
161
162 /*
163  * Large page machines are customarily able to handle larger
164  * page orders.
165  */
166 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
167 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
168
169 #endif
170
171 /*
172  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
173  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
174  */
175 #define MIN_PARTIAL 2
176
177 /*
178  * Maximum number of desirable partial slabs.
179  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
180  * sort the partial list by the number of objects in the.
181  */
182 #define MAX_PARTIAL 10
183
184 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
185                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
186
187 /*
188  * Set of flags that will prevent slab merging
189  */
190 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
191                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
192
193 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
194                 SLAB_CACHE_DMA)
195
196 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
197 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
198 #endif
199
200 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
201 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 /* Internal SLUB flags */
205 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
206 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
207
208 /* Not all arches define cache_line_size */
209 #ifndef cache_line_size
210 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
211 #endif
212
213 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
214
215 #ifdef CONFIG_SMP
216 static struct notifier_block slab_notifier;
217 #endif
218
219 static enum {
220         DOWN,           /* No slab functionality available */
221         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
222         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
223         SYSFS           /* Sysfs up */
224 } slab_state = DOWN;
225
226 /* A list of all slab caches on the system */
227 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
228 static LIST_HEAD(slab_caches);
229
230 /*
231  * Tracking user of a slab.
232  */
233 struct track {
234         void *addr;             /* Called from address */
235         int cpu;                /* Was running on cpu */
236         int pid;                /* Pid context */
237         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
238 };
239
240 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
241
242 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
243 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
244 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
245 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
246 #else
247 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
248 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
249                                                         { return 0; }
250 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
251 #endif
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 int slab_is_available(void)
258 {
259         return slab_state >= UP;
260 }
261
262 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
263 {
264 #ifdef CONFIG_NUMA
265         return s->node[node];
266 #else
267         return &s->local_node;
268 #endif
269 }
270
271 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SMP
274         return s->cpu_slab[cpu];
275 #else
276         return &s->cpu_slab;
277 #endif
278 }
279
280 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
281                                 struct page *page, const void *object)
282 {
283         void *base;
284
285         if (!object)
286                 return 1;
287
288         base = page_address(page);
289         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
290                 (object - base) % s->size) {
291                 return 0;
292         }
293
294         return 1;
295 }
296
297 /*
298  * Slow version of get and set free pointer.
299  *
300  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
301  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
302  * from the page struct.
303  */
304 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
305 {
306         return *(void **)(object + s->offset);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         *(void **)(object + s->offset) = fp;
312 }
313
314 /* Loop over all objects in a slab */
315 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
316         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
317                         __p += (__s)->size)
318
319 /* Scan freelist */
320 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
321         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
322
323 /* Determine object index from a given position */
324 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
325 {
326         return (p - addr) / s->size;
327 }
328
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
330 /*
331  * Debug settings:
332  */
333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
334 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
335 #else
336 static int slub_debug;
337 #endif
338
339 static char *slub_debug_slabs;
340
341 /*
342  * Object debugging
343  */
344 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
345 {
346         int i, offset;
347         int newline = 1;
348         char ascii[17];
349
350         ascii[16] = 0;
351
352         for (i = 0; i < length; i++) {
353                 if (newline) {
354                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
355                         newline = 0;
356                 }
357                 printk(" %02x", addr[i]);
358                 offset = i % 16;
359                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
360                 if (offset == 15) {
361                         printk(" %s\n",ascii);
362                         newline = 1;
363                 }
364         }
365         if (!newline) {
366                 i %= 16;
367                 while (i < 16) {
368                         printk("   ");
369                         ascii[i] = ' ';
370                         i++;
371                 }
372                 printk(" %s\n", ascii);
373         }
374 }
375
376 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
377         enum track_item alloc)
378 {
379         struct track *p;
380
381         if (s->offset)
382                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
383         else
384                 p = object + s->inuse;
385
386         return p + alloc;
387 }
388
389 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
390                                 enum track_item alloc, void *addr)
391 {
392         struct track *p;
393
394         if (s->offset)
395                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
396         else
397                 p = object + s->inuse;
398
399         p += alloc;
400         if (addr) {
401                 p->addr = addr;
402                 p->cpu = smp_processor_id();
403                 p->pid = current ? current->pid : -1;
404                 p->when = jiffies;
405         } else
406                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
407 }
408
409 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
410 {
411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
412                 return;
413
414         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
415         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
416 }
417
418 static void print_track(const char *s, struct track *t)
419 {
420         if (!t->addr)
421                 return;
422
423         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
424         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
425         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
426 }
427
428 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
429 {
430         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
431                 return;
432
433         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
434         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
435 }
436
437 static void print_page_info(struct page *page)
438 {
439         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
440                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
441
442 }
443
444 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
445 {
446         va_list args;
447         char buf[100];
448
449         va_start(args, fmt);
450         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
451         va_end(args);
452         printk(KERN_ERR "========================================"
453                         "=====================================\n");
454         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
455         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
456                         "-------------------------------------\n\n");
457 }
458
459 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
468 }
469
470 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
471 {
472         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
473         u8 *addr = page_address(page);
474
475         print_tracking(s, p);
476
477         print_page_info(page);
478
479         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
480                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
481
482         if (p > addr + 16)
483                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
484
485         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
486
487         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
488                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
489                         s->inuse - s->objsize);
490
491         if (s->offset)
492                 off = s->offset + sizeof(void *);
493         else
494                 off = s->inuse;
495
496         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
497                 off += 2 * sizeof(struct track);
498
499         if (off != s->size)
500                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
501                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
502
503         dump_stack();
504 }
505
506 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
507                         u8 *object, char *reason)
508 {
509         slab_bug(s, reason);
510         print_trailer(s, page, object);
511 }
512
513 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
514 {
515         va_list args;
516         char buf[100];
517
518         va_start(args, fmt);
519         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
520         va_end(args);
521         slab_bug(s, fmt);
522         print_page_info(page);
523         dump_stack();
524 }
525
526 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
527 {
528         u8 *p = object;
529
530         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
531                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
532                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
533         }
534
535         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
536                 memset(p + s->objsize,
537                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
538                         s->inuse - s->objsize);
539 }
540
541 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
542 {
543         while (bytes) {
544                 if (*start != (u8)value)
545                         return start;
546                 start++;
547                 bytes--;
548         }
549         return NULL;
550 }
551
552 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
553                                                 void *from, void *to)
554 {
555         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
556         memset(from, data, to - from);
557 }
558
559 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
560                         u8 *object, char *what,
561                         u8* start, unsigned int value, unsigned int bytes)
562 {
563         u8 *fault;
564         u8 *end;
565
566         fault = check_bytes(start, value, bytes);
567         if (!fault)
568                 return 1;
569
570         end = start + bytes;
571         while (end > fault && end[-1] == value)
572                 end--;
573
574         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
575         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
576                                         fault, end - 1, fault[0], value);
577         print_trailer(s, page, object);
578
579         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Object layout:
585  *
586  * object address
587  *      Bytes of the object to be managed.
588  *      If the freepointer may overlay the object then the free
589  *      pointer is the first word of the object.
590  *
591  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
592  *      0xa5 (POISON_END)
593  *
594  * object + s->objsize
595  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
596  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
597  *      objsize == inuse.
598  *
599  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
600  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
601  *
602  * object + s->inuse
603  *      Meta data starts here.
604  *
605  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
606  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
607  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
608  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
609  *              before the word boundary.
610  *
611  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
612  *
613  * object + s->size
614  *      Nothing is used beyond s->size.
615  *
616  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
617  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
618  * may be used with merged slabcaches.
619  */
620
621 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
622 {
623         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
624
625         if (s->offset)
626                 /* Freepointer is placed after the object. */
627                 off += sizeof(void *);
628
629         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
630                 /* We also have user information there */
631                 off += 2 * sizeof(struct track);
632
633         if (s->size == off)
634                 return 1;
635
636         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
637                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
638 }
639
640 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
641 {
642         u8 *start;
643         u8 *fault;
644         u8 *end;
645         int length;
646         int remainder;
647
648         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
649                 return 1;
650
651         start = page_address(page);
652         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
653         length = s->objects * s->size;
654         remainder = end - (start + length);
655         if (!remainder)
656                 return 1;
657
658         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
659         if (!fault)
660                 return 1;
661         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
662                 end--;
663
664         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
665         print_section("Padding", start, length);
666
667         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
668         return 0;
669 }
670
671 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
672                                         void *object, int active)
673 {
674         u8 *p = object;
675         u8 *endobject = object + s->objsize;
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
678                 unsigned int red =
679                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
680
681                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
682                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
683                         return 0;
684         } else {
685                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
686                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
687                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
688         }
689
690         if (s->flags & SLAB_POISON) {
691                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
692                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
693                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
694                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
695                                 p + s->objsize -1, POISON_END, 1)))
696                         return 0;
697                 /*
698                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
699                  */
700                 check_pad_bytes(s, page, p);
701         }
702
703         if (!s->offset && active)
704                 /*
705                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
706                  * freepointer while object is allocated.
707                  */
708                 return 1;
709
710         /* Check free pointer validity */
711         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
712                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
713                 /*
714                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
715                  * of the free objects in this slab. May cause
716                  * another error because the object count is now wrong.
717                  */
718                 set_freepointer(s, p, NULL);
719                 return 0;
720         }
721         return 1;
722 }
723
724 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
725 {
726         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
727
728         if (!PageSlab(page)) {
729                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
730                 return 0;
731         }
732         if (page->inuse > s->objects) {
733                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
734                         s->name, page->inuse, s->objects);
735                 return 0;
736         }
737         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
738         slab_pad_check(s, page);
739         return 1;
740 }
741
742 /*
743  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
744  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
745  */
746 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
747 {
748         int nr = 0;
749         void *fp = page->freelist;
750         void *object = NULL;
751
752         while (fp && nr <= s->objects) {
753                 if (fp == search)
754                         return 1;
755                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
756                         if (object) {
757                                 object_err(s, page, object,
758                                         "Freechain corrupt");
759                                 set_freepointer(s, object, NULL);
760                                 break;
761                         } else {
762                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
763                                 page->freelist = NULL;
764                                 page->inuse = s->objects;
765                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
766                                 return 0;
767                         }
768                         break;
769                 }
770                 object = fp;
771                 fp = get_freepointer(s, object);
772                 nr++;
773         }
774
775         if (page->inuse != s->objects - nr) {
776                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
777                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
778                 page->inuse = s->objects - nr;
779                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
780         }
781         return search == NULL;
782 }
783
784 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
785 {
786         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
787                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
788                         s->name,
789                         alloc ? "alloc" : "free",
790                         object, page->inuse,
791                         page->freelist);
792
793                 if (!alloc)
794                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
795
796                 dump_stack();
797         }
798 }
799
800 /*
801  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
802  */
803 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
804 {
805         spin_lock(&n->list_lock);
806         list_add(&page->lru, &n->full);
807         spin_unlock(&n->list_lock);
808 }
809
810 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
811 {
812         struct kmem_cache_node *n;
813
814         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
815                 return;
816
817         n = get_node(s, page_to_nid(page));
818
819         spin_lock(&n->list_lock);
820         list_del(&page->lru);
821         spin_unlock(&n->list_lock);
822 }
823
824 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
825                                                                 void *object)
826 {
827         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
828                 return;
829
830         init_object(s, object, 0);
831         init_tracking(s, object);
832 }
833
834 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
835                                                 void *object, void *addr)
836 {
837         if (!check_slab(s, page))
838                 goto bad;
839
840         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
841                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
842                 goto bad;
843         }
844
845         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
846                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
847                 goto bad;
848         }
849
850         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
851                 goto bad;
852
853         /* Success perform special debug activities for allocs */
854         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
855                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
856         trace(s, page, object, 1);
857         init_object(s, object, 1);
858         return 1;
859
860 bad:
861         if (PageSlab(page)) {
862                 /*
863                  * If this is a slab page then lets do the best we can
864                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
865                  * as used avoids touching the remaining objects.
866                  */
867                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
868                 page->inuse = s->objects;
869                 page->freelist = NULL;
870         }
871         return 0;
872 }
873
874 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
875                                                 void *object, void *addr)
876 {
877         if (!check_slab(s, page))
878                 goto fail;
879
880         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
881                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
882                 goto fail;
883         }
884
885         if (on_freelist(s, page, object)) {
886                 object_err(s, page, object, "Object already free");
887                 goto fail;
888         }
889
890         if (!check_object(s, page, object, 1))
891                 return 0;
892
893         if (unlikely(s != page->slab)) {
894                 if (!PageSlab(page))
895                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
896                                 "outside of slab", object);
897                 else
898                 if (!page->slab) {
899                         printk(KERN_ERR
900                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
901                                                 object);
902                         dump_stack();
903                 }
904                 else
905                         object_err(s, page, object,
906                                         "page slab pointer corrupt.");
907                 goto fail;
908         }
909
910         /* Special debug activities for freeing objects */
911         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
912                 remove_full(s, page);
913         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
914                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
915         trace(s, page, object, 0);
916         init_object(s, object, 0);
917         return 1;
918
919 fail:
920         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
921         return 0;
922 }
923
924 static int __init setup_slub_debug(char *str)
925 {
926         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
927         if (*str++ != '=' || !*str)
928                 /*
929                  * No options specified. Switch on full debugging.
930                  */
931                 goto out;
932
933         if (*str == ',')
934                 /*
935                  * No options but restriction on slabs. This means full
936                  * debugging for slabs matching a pattern.
937                  */
938                 goto check_slabs;
939
940         slub_debug = 0;
941         if (*str == '-')
942                 /*
943                  * Switch off all debugging measures.
944                  */
945                 goto out;
946
947         /*
948          * Determine which debug features should be switched on
949          */
950         for ( ;*str && *str != ','; str++) {
951                 switch (tolower(*str)) {
952                 case 'f':
953                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
954                         break;
955                 case 'z':
956                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
957                         break;
958                 case 'p':
959                         slub_debug |= SLAB_POISON;
960                         break;
961                 case 'u':
962                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
963                         break;
964                 case 't':
965                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
966                         break;
967                 default:
968                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
969                                 "unknown. skipped\n",*str);
970                 }
971         }
972
973 check_slabs:
974         if (*str == ',')
975                 slub_debug_slabs = str + 1;
976 out:
977         return 1;
978 }
979
980 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
981
982 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
983         unsigned long flags, const char *name,
984         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
985 {
986         /*
987          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
988          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
989          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
990          * object anymore.
991          *
992          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
993          * the limit is 512k.
994          *
995          * Debugging or ctor may create a need to move the free
996          * pointer. Fail if this happens.
997          */
998         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
999                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1000                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1001                 BUG_ON(ctor);
1002         } else {
1003                 /*
1004                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1005                  */
1006                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1007                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1008                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1009                                 flags |= slub_debug;
1010         }
1011
1012         return flags;
1013 }
1014 #else
1015 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1016                         struct page *page, void *object) {}
1017
1018 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1019         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1020
1021 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1022         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1023
1024 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1025                         { return 1; }
1026 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1027                         void *object, int active) { return 1; }
1028 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1029 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1030         unsigned long flags, const char *name,
1031         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1032 {
1033         return flags;
1034 }
1035 #define slub_debug 0
1036 #endif
1037 /*
1038  * Slab allocation and freeing
1039  */
1040 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1041 {
1042         struct page * page;
1043         int pages = 1 << s->order;
1044
1045         if (s->order)
1046                 flags |= __GFP_COMP;
1047
1048         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1049                 flags |= SLUB_DMA;
1050
1051         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1052                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1053
1054         if (node == -1)
1055                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1056         else
1057                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1058
1059         if (!page)
1060                 return NULL;
1061
1062         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1063                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1064                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1065                 pages);
1066
1067         return page;
1068 }
1069
1070 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1071                                 void *object)
1072 {
1073         setup_object_debug(s, page, object);
1074         if (unlikely(s->ctor))
1075                 s->ctor(s, object);
1076 }
1077
1078 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1079 {
1080         struct page *page;
1081         struct kmem_cache_node *n;
1082         void *start;
1083         void *end;
1084         void *last;
1085         void *p;
1086
1087         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1088
1089         page = allocate_slab(s,
1090                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1091         if (!page)
1092                 goto out;
1093
1094         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1095         if (n)
1096                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1097         page->slab = s;
1098         page->flags |= 1 << PG_slab;
1099         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1100                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1101                 SetSlabDebug(page);
1102
1103         start = page_address(page);
1104         end = start + s->objects * s->size;
1105
1106         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1107                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1108
1109         last = start;
1110         for_each_object(p, s, start) {
1111                 setup_object(s, page, last);
1112                 set_freepointer(s, last, p);
1113                 last = p;
1114         }
1115         setup_object(s, page, last);
1116         set_freepointer(s, last, NULL);
1117
1118         page->freelist = start;
1119         page->inuse = 0;
1120 out:
1121         return page;
1122 }
1123
1124 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1125 {
1126         int pages = 1 << s->order;
1127
1128         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1129                 void *p;
1130
1131                 slab_pad_check(s, page);
1132                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1133                         check_object(s, page, p, 0);
1134                 ClearSlabDebug(page);
1135         }
1136
1137         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1138                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1139                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1140                 - pages);
1141
1142         __free_pages(page, s->order);
1143 }
1144
1145 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1146 {
1147         struct page *page;
1148
1149         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1150         __free_slab(page->slab, page);
1151 }
1152
1153 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1154 {
1155         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1156                 /*
1157                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1158                  */
1159                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1160
1161                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1162         } else
1163                 __free_slab(s, page);
1164 }
1165
1166 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1167 {
1168         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1169
1170         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1171         reset_page_mapcount(page);
1172         __ClearPageSlab(page);
1173         free_slab(s, page);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Per slab locking using the pagelock
1178  */
1179 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1180 {
1181         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1182 }
1183
1184 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1185 {
1186         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1187 }
1188
1189 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1190 {
1191         int rc = 1;
1192
1193         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1194         return rc;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Management of partially allocated slabs
1199  */
1200 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1201 {
1202         spin_lock(&n->list_lock);
1203         n->nr_partial++;
1204         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1205         spin_unlock(&n->list_lock);
1206 }
1207
1208 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1209 {
1210         spin_lock(&n->list_lock);
1211         n->nr_partial++;
1212         list_add(&page->lru, &n->partial);
1213         spin_unlock(&n->list_lock);
1214 }
1215
1216 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1217                                                 struct page *page)
1218 {
1219         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1220
1221         spin_lock(&n->list_lock);
1222         list_del(&page->lru);
1223         n->nr_partial--;
1224         spin_unlock(&n->list_lock);
1225 }
1226
1227 /*
1228  * Lock slab and remove from the partial list.
1229  *
1230  * Must hold list_lock.
1231  */
1232 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1233 {
1234         if (slab_trylock(page)) {
1235                 list_del(&page->lru);
1236                 n->nr_partial--;
1237                 SetSlabFrozen(page);
1238                 return 1;
1239         }
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1245  */
1246 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1247 {
1248         struct page *page;
1249
1250         /*
1251          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1252          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1253          * partial slab and there is none available then get_partials()
1254          * will return NULL.
1255          */
1256         if (!n || !n->nr_partial)
1257                 return NULL;
1258
1259         spin_lock(&n->list_lock);
1260         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1261                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1262                         goto out;
1263         page = NULL;
1264 out:
1265         spin_unlock(&n->list_lock);
1266         return page;
1267 }
1268
1269 /*
1270  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1271  */
1272 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1273 {
1274 #ifdef CONFIG_NUMA
1275         struct zonelist *zonelist;
1276         struct zone **z;
1277         struct page *page;
1278
1279         /*
1280          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1281          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1282          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1283          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1284          *
1285          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1286          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1287          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1288          * from other nodes and filled up.
1289          *
1290          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1291          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1292          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1293          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1294          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1295          * with available objects.
1296          */
1297         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1298                 return NULL;
1299
1300         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1301                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1302         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1303                 struct kmem_cache_node *n;
1304
1305                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1306
1307                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1308                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1309                         page = get_partial_node(n);
1310                         if (page)
1311                                 return page;
1312                 }
1313         }
1314 #endif
1315         return NULL;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Get a partial page, lock it and return it.
1320  */
1321 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1322 {
1323         struct page *page;
1324         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1325
1326         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1327         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1328                 return page;
1329
1330         return get_any_partial(s, flags);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Move a page back to the lists.
1335  *
1336  * Must be called with the slab lock held.
1337  *
1338  * On exit the slab lock will have been dropped.
1339  */
1340 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1341 {
1342         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1343
1344         ClearSlabFrozen(page);
1345         if (page->inuse) {
1346
1347                 if (page->freelist)
1348                         add_partial(n, page);
1349                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1350                         add_full(n, page);
1351                 slab_unlock(page);
1352
1353         } else {
1354                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1355                         /*
1356                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1357                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1358                          * to come after the other slabs with objects in
1359                          * order to fill them up. That way the size of the
1360                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1361                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1362                          */
1363                         add_partial_tail(n, page);
1364                         slab_unlock(page);
1365                 } else {
1366                         slab_unlock(page);
1367                         discard_slab(s, page);
1368                 }
1369         }
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Remove the cpu slab
1374  */
1375 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1376 {
1377         struct page *page = c->page;
1378         /*
1379          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1380          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1381          * to occur.
1382          */
1383         while (unlikely(c->freelist)) {
1384                 void **object;
1385
1386                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1387                 object = c->freelist;
1388                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1389
1390                 /* And put onto the regular freelist */
1391                 object[c->offset] = page->freelist;
1392                 page->freelist = object;
1393                 page->inuse--;
1394         }
1395         c->page = NULL;
1396         unfreeze_slab(s, page);
1397 }
1398
1399 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1400 {
1401         slab_lock(c->page);
1402         deactivate_slab(s, c);
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Flush cpu slab.
1407  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1408  */
1409 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1410 {
1411         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1412
1413         if (likely(c && c->page))
1414                 flush_slab(s, c);
1415 }
1416
1417 static void flush_cpu_slab(void *d)
1418 {
1419         struct kmem_cache *s = d;
1420
1421         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1422 }
1423
1424 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1425 {
1426 #ifdef CONFIG_SMP
1427         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1428 #else
1429         unsigned long flags;
1430
1431         local_irq_save(flags);
1432         flush_cpu_slab(s);
1433         local_irq_restore(flags);
1434 #endif
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1439  * locality expectations.
1440  */
1441 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1442 {
1443 #ifdef CONFIG_NUMA
1444         if (node != -1 && c->node != node)
1445                 return 0;
1446 #endif
1447         return 1;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1452  * debugging duties.
1453  *
1454  * Interrupts are disabled.
1455  *
1456  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1457  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1458  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1459  *
1460  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1461  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1462  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1463  *
1464  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1465  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1466  */
1467 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1468                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1469 {
1470         void **object;
1471         struct page *new;
1472
1473         if (!c->page)
1474                 goto new_slab;
1475
1476         slab_lock(c->page);
1477         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1478                 goto another_slab;
1479 load_freelist:
1480         object = c->page->freelist;
1481         if (unlikely(!object))
1482                 goto another_slab;
1483         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1484                 goto debug;
1485
1486         object = c->page->freelist;
1487         c->freelist = object[c->offset];
1488         c->page->inuse = s->objects;
1489         c->page->freelist = NULL;
1490         c->node = page_to_nid(c->page);
1491         slab_unlock(c->page);
1492         return object;
1493
1494 another_slab:
1495         deactivate_slab(s, c);
1496
1497 new_slab:
1498         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1499         if (new) {
1500                 c->page = new;
1501                 goto load_freelist;
1502         }
1503
1504         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1505                 local_irq_enable();
1506
1507         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1508
1509         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1510                 local_irq_disable();
1511
1512         if (new) {
1513                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1514                 if (c->page) {
1515                         /*
1516                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1517                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1518                          * on another cpu. The page may not be on the
1519                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1520                          * specified. So we need to recheck.
1521                          */
1522                         if (node_match(c, node)) {
1523                                 /*
1524                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1525                                  * want the current one since its cache hot
1526                                  */
1527                                 discard_slab(s, new);
1528                                 slab_lock(c->page);
1529                                 goto load_freelist;
1530                         }
1531                         /* New slab does not fit our expectations */
1532                         flush_slab(s, c);
1533                 }
1534                 slab_lock(new);
1535                 SetSlabFrozen(new);
1536                 c->page = new;
1537                 goto load_freelist;
1538         }
1539         return NULL;
1540 debug:
1541         object = c->page->freelist;
1542         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1543                 goto another_slab;
1544
1545         c->page->inuse++;
1546         c->page->freelist = object[c->offset];
1547         c->node = -1;
1548         slab_unlock(c->page);
1549         return object;
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1554  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1555  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1556  *
1557  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1558  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1559  *
1560  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1561  */
1562 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1563                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1564 {
1565         void **object;
1566         unsigned long flags;
1567         struct kmem_cache_cpu *c;
1568
1569         local_irq_save(flags);
1570         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1571         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1572
1573                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1574
1575         else {
1576                 object = c->freelist;
1577                 c->freelist = object[c->offset];
1578         }
1579         local_irq_restore(flags);
1580
1581         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1582                 memset(object, 0, c->objsize);
1583
1584         return object;
1585 }
1586
1587 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1588 {
1589         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1590 }
1591 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1592
1593 #ifdef CONFIG_NUMA
1594 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1595 {
1596         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1599 #endif
1600
1601 /*
1602  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1603  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1604  *
1605  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1606  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1607  * handling required then we can return immediately.
1608  */
1609 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1610                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1611 {
1612         void *prior;
1613         void **object = (void *)x;
1614
1615         slab_lock(page);
1616
1617         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1618                 goto debug;
1619 checks_ok:
1620         prior = object[offset] = page->freelist;
1621         page->freelist = object;
1622         page->inuse--;
1623
1624         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1625                 goto out_unlock;
1626
1627         if (unlikely(!page->inuse))
1628                 goto slab_empty;
1629
1630         /*
1631          * Objects left in the slab. If it
1632          * was not on the partial list before
1633          * then add it.
1634          */
1635         if (unlikely(!prior))
1636                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1637
1638 out_unlock:
1639         slab_unlock(page);
1640         return;
1641
1642 slab_empty:
1643         if (prior)
1644                 /*
1645                  * Slab still on the partial list.
1646                  */
1647                 remove_partial(s, page);
1648
1649         slab_unlock(page);
1650         discard_slab(s, page);
1651         return;
1652
1653 debug:
1654         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1655                 goto out_unlock;
1656         goto checks_ok;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1661  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1662  *
1663  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1664  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1665  * the item before.
1666  *
1667  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1668  * with all sorts of special processing.
1669  */
1670 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1671                         struct page *page, void *x, void *addr)
1672 {
1673         void **object = (void *)x;
1674         unsigned long flags;
1675         struct kmem_cache_cpu *c;
1676
1677         local_irq_save(flags);
1678         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1679         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1680         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1681                 object[c->offset] = c->freelist;
1682                 c->freelist = object;
1683         } else
1684                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1685
1686         local_irq_restore(flags);
1687 }
1688
1689 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1690 {
1691         struct page *page;
1692
1693         page = virt_to_head_page(x);
1694
1695         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1696 }
1697 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1698
1699 /* Figure out on which slab object the object resides */
1700 static struct page *get_object_page(const void *x)
1701 {
1702         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1703
1704         if (!PageSlab(page))
1705                 return NULL;
1706
1707         return page;
1708 }
1709
1710 /*
1711  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1712  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1713  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1714  * another.
1715  *
1716  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1717  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1718  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1719  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1720  * locking overhead.
1721  */
1722
1723 /*
1724  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1725  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1726  * and increases the number of allocations possible without having to
1727  * take the list_lock.
1728  */
1729 static int slub_min_order;
1730 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1731 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1732
1733 /*
1734  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1735  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1736  */
1737 static int slub_nomerge;
1738
1739 /*
1740  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1741  *
1742  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1743  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1744  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1745  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1746  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1747  * would be wasted.
1748  *
1749  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1750  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1751  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1752  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1753  *
1754  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1755  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1756  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1757  * of space in favor of a small page order.
1758  *
1759  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1760  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1761  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1762  * the smallest order which will fit the object.
1763  */
1764 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1765                                 int max_order, int fract_leftover)
1766 {
1767         int order;
1768         int rem;
1769         int min_order = slub_min_order;
1770
1771         for (order = max(min_order,
1772                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1773                         order <= max_order; order++) {
1774
1775                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1776
1777                 if (slab_size < min_objects * size)
1778                         continue;
1779
1780                 rem = slab_size % size;
1781
1782                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1783                         break;
1784
1785         }
1786
1787         return order;
1788 }
1789
1790 static inline int calculate_order(int size)
1791 {
1792         int order;
1793         int min_objects;
1794         int fraction;
1795
1796         /*
1797          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1798          * works by first attempting to generate a layout with
1799          * the best configuration and backing off gradually.
1800          *
1801          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1802          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1803          */
1804         min_objects = slub_min_objects;
1805         while (min_objects > 1) {
1806                 fraction = 8;
1807                 while (fraction >= 4) {
1808                         order = slab_order(size, min_objects,
1809                                                 slub_max_order, fraction);
1810                         if (order <= slub_max_order)
1811                                 return order;
1812                         fraction /= 2;
1813                 }
1814                 min_objects /= 2;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1819          * lets see if we can place a single object there.
1820          */
1821         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1822         if (order <= slub_max_order)
1823                 return order;
1824
1825         /*
1826          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1827          */
1828         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1829         if (order <= MAX_ORDER)
1830                 return order;
1831         return -ENOSYS;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1836  */
1837 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1838                 unsigned long align, unsigned long size)
1839 {
1840         /*
1841          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1842          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1843          * large.
1844          *
1845          * The hardware cache alignment cannot override the
1846          * specified alignment though. If that is greater
1847          * then use it.
1848          */
1849         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1850                         size > cache_line_size() / 2)
1851                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1852
1853         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1854                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1855
1856         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1857 }
1858
1859 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1860                         struct kmem_cache_cpu *c)
1861 {
1862         c->page = NULL;
1863         c->freelist = NULL;
1864         c->node = 0;
1865         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1866         c->objsize = s->objsize;
1867 }
1868
1869 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1870 {
1871         n->nr_partial = 0;
1872         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1873         spin_lock_init(&n->list_lock);
1874         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1875 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1876         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1877 #endif
1878 }
1879
1880 #ifdef CONFIG_SMP
1881 /*
1882  * Per cpu array for per cpu structures.
1883  *
1884  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1885  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1886  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1887  * beneficial for the kmalloc caches.
1888  *
1889  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1890  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1891  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1892  *
1893  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1894  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1895  */
1896 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1897
1898 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1899                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1900
1901 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1902 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1903
1904 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1905                                                         int cpu, gfp_t flags)
1906 {
1907         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1908
1909         if (c)
1910                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1911                                 (void *)c->freelist;
1912         else {
1913                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1914                 c = kmalloc_node(
1915                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1916                         flags, cpu_to_node(cpu));
1917                 if (!c)
1918                         return NULL;
1919         }
1920
1921         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1922         return c;
1923 }
1924
1925 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1926 {
1927         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1928                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1929                 kfree(c);
1930                 return;
1931         }
1932         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1933         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1934 }
1935
1936 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1937 {
1938         int cpu;
1939
1940         for_each_online_cpu(cpu) {
1941                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1942
1943                 if (c) {
1944                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1945                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1946                 }
1947         }
1948 }
1949
1950 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1951 {
1952         int cpu;
1953
1954         for_each_online_cpu(cpu) {
1955                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1956
1957                 if (c)
1958                         continue;
1959
1960                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1961                 if (!c) {
1962                         free_kmem_cache_cpus(s);
1963                         return 0;
1964                 }
1965                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1966         }
1967         return 1;
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Initialize the per cpu array.
1972  */
1973 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1974 {
1975         int i;
1976
1977         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1978                 return;
1979
1980         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1981                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1982
1983         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1984 }
1985
1986 static void __init init_alloc_cpu(void)
1987 {
1988         int cpu;
1989
1990         for_each_online_cpu(cpu)
1991                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1992   }
1993
1994 #else
1995 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1996 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1997
1998 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1999 {
2000         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2001         return 1;
2002 }
2003 #endif
2004
2005 #ifdef CONFIG_NUMA
2006 /*
2007  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2008  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2009  * possible.
2010  *
2011  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2012  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2013  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2014  */
2015 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2016                                                            int node)
2017 {
2018         struct page *page;
2019         struct kmem_cache_node *n;
2020
2021         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2022
2023         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2024
2025         BUG_ON(!page);
2026         if (page_to_nid(page) != node) {
2027                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2028                                 "node %d\n", node);
2029                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2030                                 "in order to be able to continue\n");
2031         }
2032
2033         n = page->freelist;
2034         BUG_ON(!n);
2035         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2036         page->inuse++;
2037         kmalloc_caches->node[node] = n;
2038 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2039         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2040         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2041 #endif
2042         init_kmem_cache_node(n);
2043         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2044         add_partial(n, page);
2045         return n;
2046 }
2047
2048 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2049 {
2050         int node;
2051
2052         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2053                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2054                 if (n && n != &s->local_node)
2055                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2056                 s->node[node] = NULL;
2057         }
2058 }
2059
2060 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2061 {
2062         int node;
2063         int local_node;
2064
2065         if (slab_state >= UP)
2066                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2067         else
2068                 local_node = 0;
2069
2070         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2071                 struct kmem_cache_node *n;
2072
2073                 if (local_node == node)
2074                         n = &s->local_node;
2075                 else {
2076                         if (slab_state == DOWN) {
2077                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2078                                                                 node);
2079                                 continue;
2080                         }
2081                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2082                                                         gfpflags, node);
2083
2084                         if (!n) {
2085                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2086                                 return 0;
2087                         }
2088
2089                 }
2090                 s->node[node] = n;
2091                 init_kmem_cache_node(n);
2092         }
2093         return 1;
2094 }
2095 #else
2096 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2097 {
2098 }
2099
2100 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2101 {
2102         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2103         return 1;
2104 }
2105 #endif
2106
2107 /*
2108  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2109  * a slab object.
2110  */
2111 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2112 {
2113         unsigned long flags = s->flags;
2114         unsigned long size = s->objsize;
2115         unsigned long align = s->align;
2116
2117         /*
2118          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2119          * the slab may touch the object after free or before allocation
2120          * then we should never poison the object itself.
2121          */
2122         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2123                         !s->ctor)
2124                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2125         else
2126                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2127
2128         /*
2129          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2130          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2131          * the possible location of the free pointer.
2132          */
2133         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2134
2135 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2136         /*
2137          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2138          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2139          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2140          */
2141         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2142                 size += sizeof(void *);
2143 #endif
2144
2145         /*
2146          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2147          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2148          */
2149         s->inuse = size;
2150
2151         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2152                 s->ctor)) {
2153                 /*
2154                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2155                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2156                  * kmem_cache_free.
2157                  *
2158                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2159                  * destructor or are poisoning the objects.
2160                  */
2161                 s->offset = size;
2162                 size += sizeof(void *);
2163         }
2164
2165 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2166         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2167                 /*
2168                  * Need to store information about allocs and frees after
2169                  * the object.
2170                  */
2171                 size += 2 * sizeof(struct track);
2172
2173         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2174                 /*
2175                  * Add some empty padding so that we can catch
2176                  * overwrites from earlier objects rather than let
2177                  * tracking information or the free pointer be
2178                  * corrupted if an user writes before the start
2179                  * of the object.
2180                  */
2181                 size += sizeof(void *);
2182 #endif
2183
2184         /*
2185          * Determine the alignment based on various parameters that the
2186          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2187          * on bootup.
2188          */
2189         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2190
2191         /*
2192          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2193          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2194          * each object to conform to the alignment.
2195          */
2196         size = ALIGN(size, align);
2197         s->size = size;
2198
2199         s->order = calculate_order(size);
2200         if (s->order < 0)
2201                 return 0;
2202
2203         /*
2204          * Determine the number of objects per slab
2205          */
2206         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2207
2208         return !!s->objects;
2209
2210 }
2211
2212 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2213                 const char *name, size_t size,
2214                 size_t align, unsigned long flags,
2215                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2216 {
2217         memset(s, 0, kmem_size);
2218         s->name = name;
2219         s->ctor = ctor;
2220         s->objsize = size;
2221         s->align = align;
2222         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2223
2224         if (!calculate_sizes(s))
2225                 goto error;
2226
2227         s->refcount = 1;
2228 #ifdef CONFIG_NUMA
2229         s->defrag_ratio = 100;
2230 #endif
2231         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2232                 goto error;
2233
2234         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2235                 return 1;
2236         free_kmem_cache_nodes(s);
2237 error:
2238         if (flags & SLAB_PANIC)
2239                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2240                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2241                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2242                         s->offset, flags);
2243         return 0;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Check if a given pointer is valid
2248  */
2249 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2250 {
2251         struct page * page;
2252
2253         page = get_object_page(object);
2254
2255         if (!page || s != page->slab)
2256                 /* No slab or wrong slab */
2257                 return 0;
2258
2259         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2260                 return 0;
2261
2262         /*
2263          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2264          * But this would be too expensive and it seems that the main
2265          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2266          * to a certain slab.
2267          */
2268         return 1;
2269 }
2270 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2271
2272 /*
2273  * Determine the size of a slab object
2274  */
2275 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2276 {
2277         return s->objsize;
2278 }
2279 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2280
2281 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2282 {
2283         return s->name;
2284 }
2285 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2286
2287 /*
2288  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2289  * were unable to free.
2290  */
2291 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2292                         struct list_head *list)
2293 {
2294         int slabs_inuse = 0;
2295         unsigned long flags;
2296         struct page *page, *h;
2297
2298         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2299         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2300                 if (!page->inuse) {
2301                         list_del(&page->lru);
2302                         discard_slab(s, page);
2303                 } else
2304                         slabs_inuse++;
2305         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2306         return slabs_inuse;
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Release all resources used by a slab cache.
2311  */
2312 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2313 {
2314         int node;
2315
2316         flush_all(s);
2317
2318         /* Attempt to free all objects */
2319         free_kmem_cache_cpus(s);
2320         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2321                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2322
2323                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2324                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2325                         return 1;
2326         }
2327         free_kmem_cache_nodes(s);
2328         return 0;
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2333  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2334  */
2335 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2336 {
2337         down_write(&slub_lock);
2338         s->refcount--;
2339         if (!s->refcount) {
2340                 list_del(&s->list);
2341                 up_write(&slub_lock);
2342                 if (kmem_cache_close(s))
2343                         WARN_ON(1);
2344                 sysfs_slab_remove(s);
2345                 kfree(s);
2346         } else
2347                 up_write(&slub_lock);
2348 }
2349 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2350
2351 /********************************************************************
2352  *              Kmalloc subsystem
2353  *******************************************************************/
2354
2355 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2356 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2357
2358 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2359 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2360 #endif
2361
2362 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2363 {
2364         get_option (&str, &slub_min_order);
2365
2366         return 1;
2367 }
2368
2369 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2370
2371 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2372 {
2373         get_option (&str, &slub_max_order);
2374
2375         return 1;
2376 }
2377
2378 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2379
2380 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2381 {
2382         get_option (&str, &slub_min_objects);
2383
2384         return 1;
2385 }
2386
2387 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2388
2389 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2390 {
2391         slub_nomerge = 1;
2392         return 1;
2393 }
2394
2395 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2396
2397 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2398                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2399 {
2400         unsigned int flags = 0;
2401
2402         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2403                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2404
2405         down_write(&slub_lock);
2406         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2407                         flags, NULL))
2408                 goto panic;
2409
2410         list_add(&s->list, &slab_caches);
2411         up_write(&slub_lock);
2412         if (sysfs_slab_add(s))
2413                 goto panic;
2414         return s;
2415
2416 panic:
2417         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2418 }
2419
2420 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2421
2422 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2423 {
2424         struct kmem_cache *s;
2425
2426         down_write(&slub_lock);
2427         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2428                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2429                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2430                         sysfs_slab_add(s);
2431                 }
2432         }
2433         up_write(&slub_lock);
2434 }
2435
2436 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2437
2438 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2439 {
2440         struct kmem_cache *s;
2441         char *text;
2442         size_t realsize;
2443
2444         s = kmalloc_caches_dma[index];
2445         if (s)
2446                 return s;
2447
2448         /* Dynamically create dma cache */
2449         if (flags & __GFP_WAIT)
2450                 down_write(&slub_lock);
2451         else {
2452                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2453                         goto out;
2454         }
2455
2456         if (kmalloc_caches_dma[index])
2457                 goto unlock_out;
2458
2459         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2460         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2461         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2462
2463         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2464                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2465                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2466                 kfree(s);
2467                 kfree(text);
2468                 goto unlock_out;
2469         }
2470
2471         list_add(&s->list, &slab_caches);
2472         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2473
2474         schedule_work(&sysfs_add_work);
2475
2476 unlock_out:
2477         up_write(&slub_lock);
2478 out:
2479         return kmalloc_caches_dma[index];
2480 }
2481 #endif
2482
2483 /*
2484  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2485  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2486  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2487  * fls.
2488  */
2489 static s8 size_index[24] = {
2490         3,      /* 8 */
2491         4,      /* 16 */
2492         5,      /* 24 */
2493         5,      /* 32 */
2494         6,      /* 40 */
2495         6,      /* 48 */
2496         6,      /* 56 */
2497         6,      /* 64 */
2498         1,      /* 72 */
2499         1,      /* 80 */
2500         1,      /* 88 */
2501         1,      /* 96 */
2502         7,      /* 104 */
2503         7,      /* 112 */
2504         7,      /* 120 */
2505         7,      /* 128 */
2506         2,      /* 136 */
2507         2,      /* 144 */
2508         2,      /* 152 */
2509         2,      /* 160 */
2510         2,      /* 168 */
2511         2,      /* 176 */
2512         2,      /* 184 */
2513         2       /* 192 */
2514 };
2515
2516 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2517 {
2518         int index;
2519
2520         if (size <= 192) {
2521                 if (!size)
2522                         return ZERO_SIZE_PTR;
2523
2524                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2525         } else
2526                 index = fls(size - 1);
2527
2528 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2529         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2530                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2531
2532 #endif
2533         return &kmalloc_caches[index];
2534 }
2535
2536 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2537 {
2538         struct kmem_cache *s;
2539
2540         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2541                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2542                                                         get_order(size));
2543
2544         s = get_slab(size, flags);
2545
2546         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2547                 return s;
2548
2549         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2550 }
2551 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2552
2553 #ifdef CONFIG_NUMA
2554 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2555 {
2556         struct kmem_cache *s;
2557
2558         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2559                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2560                                                         get_order(size));
2561
2562         s = get_slab(size, flags);
2563
2564         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2565                 return s;
2566
2567         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2568 }
2569 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2570 #endif
2571
2572 size_t ksize(const void *object)
2573 {
2574         struct page *page;
2575         struct kmem_cache *s;
2576
2577         BUG_ON(!object);
2578         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2579                 return 0;
2580
2581         page = get_object_page(object);
2582         BUG_ON(!page);
2583         s = page->slab;
2584         BUG_ON(!s);
2585
2586         /*
2587          * Debugging requires use of the padding between object
2588          * and whatever may come after it.
2589          */
2590         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2591                 return s->objsize;
2592
2593         /*
2594          * If we have the need to store the freelist pointer
2595          * back there or track user information then we can
2596          * only use the space before that information.
2597          */
2598         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2599                 return s->inuse;
2600
2601         /*
2602          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2603          */
2604         return s->size;
2605 }
2606 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2607
2608 void kfree(const void *x)
2609 {
2610         struct page *page;
2611
2612         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2613                 return;
2614
2615         page = virt_to_head_page(x);
2616         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2617                 put_page(page);
2618                 return;
2619         }
2620         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2621 }
2622 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2623
2624 /*
2625  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2626  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2627  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2628  * and thus they can be removed from the partial lists.
2629  *
2630  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2631  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2632  * are freed in them.
2633  */
2634 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2635 {
2636         int node;
2637         int i;
2638         struct kmem_cache_node *n;
2639         struct page *page;
2640         struct page *t;
2641         struct list_head *slabs_by_inuse =
2642                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2643         unsigned long flags;
2644
2645         if (!slabs_by_inuse)
2646                 return -ENOMEM;
2647
2648         flush_all(s);
2649         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2650                 n = get_node(s, node);
2651
2652                 if (!n->nr_partial)
2653                         continue;
2654
2655                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2656                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2657
2658                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2659
2660                 /*
2661                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2662                  *
2663                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2664                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2665                  */
2666                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2667                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2668                                 /*
2669                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2670                                  * may have freed the last object and be
2671                                  * waiting to release the slab.
2672                                  */
2673                                 list_del(&page->lru);
2674                                 n->nr_partial--;
2675                                 slab_unlock(page);
2676                                 discard_slab(s, page);
2677                         } else {
2678                                 list_move(&page->lru,
2679                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2680                         }
2681                 }
2682
2683                 /*
2684                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2685                  * first and the least used slabs at the end.
2686                  */
2687                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2688                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2689
2690                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2691         }
2692
2693         kfree(slabs_by_inuse);
2694         return 0;
2695 }
2696 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2697
2698 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2699 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2700 {
2701         struct kmem_cache *s;
2702
2703         down_read(&slub_lock);
2704         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2705                 kmem_cache_shrink(s);
2706         up_read(&slub_lock);
2707
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2712 {
2713         struct kmem_cache_node *n;
2714         struct kmem_cache *s;
2715         struct memory_notify *marg = arg;
2716         int offline_node;
2717
2718         offline_node = marg->status_change_nid;
2719
2720         /*
2721          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2722          * for it yet.
2723          */
2724         if (offline_node < 0)
2725                 return;
2726
2727         down_read(&slub_lock);
2728         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2729                 n = get_node(s, offline_node);
2730                 if (n) {
2731                         /*
2732                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2733                          * that is going down. We were unable to free them,
2734                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2735                          * callback. So, we must fail.
2736                          */
2737                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2738
2739                         s->node[offline_node] = NULL;
2740                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2741                 }
2742         }
2743         up_read(&slub_lock);
2744 }
2745
2746 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2747 {
2748         struct kmem_cache_node *n;
2749         struct kmem_cache *s;
2750         struct memory_notify *marg = arg;
2751         int nid = marg->status_change_nid;
2752         int ret = 0;
2753
2754         /*
2755          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2756          * already created. Nothing to do.
2757          */
2758         if (nid < 0)
2759                 return 0;
2760
2761         /*
2762          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2763          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2764          * online.
2765          */
2766         down_read(&slub_lock);
2767         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2768                 /*
2769                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2770                  *      since memory is not yet available from the node that
2771                  *      is brought up.
2772                  */
2773                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2774                 if (!n) {
2775                         ret = -ENOMEM;
2776                         goto out;
2777                 }
2778                 init_kmem_cache_node(n);
2779                 s->node[nid] = n;
2780         }
2781 out:
2782         up_read(&slub_lock);
2783         return ret;
2784 }
2785
2786 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2787                                 unsigned long action, void *arg)
2788 {
2789         int ret = 0;
2790
2791         switch (action) {
2792         case MEM_GOING_ONLINE:
2793                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2794                 break;
2795         case MEM_GOING_OFFLINE:
2796                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2797                 break;
2798         case MEM_OFFLINE:
2799         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2800                 slab_mem_offline_callback(arg);
2801                 break;
2802         case MEM_ONLINE:
2803         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2804                 break;
2805         }
2806
2807         ret = notifier_from_errno(ret);
2808         return ret;
2809 }
2810
2811 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2812
2813 /********************************************************************
2814  *                      Basic setup of slabs
2815  *******************************************************************/
2816
2817 void __init kmem_cache_init(void)
2818 {
2819         int i;
2820         int caches = 0;
2821
2822         init_alloc_cpu();
2823
2824 #ifdef CONFIG_NUMA
2825         /*
2826          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2827          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2828          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2829          */
2830         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2831                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2832         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2833         caches++;
2834
2835         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2836 #endif
2837
2838         /* Able to allocate the per node structures */
2839         slab_state = PARTIAL;
2840
2841         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2842         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2843                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2844                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2845                 caches++;
2846         }
2847         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2848                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2849                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2850                 caches++;
2851         }
2852
2853         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2854                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2855                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2856                 caches++;
2857         }
2858
2859
2860         /*
2861          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2862          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2863          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2864          *
2865          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2866          * handle the index determination for the smaller caches.
2867          *
2868          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2869          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2870          */
2871         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2872                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2873
2874         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2875                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2876
2877         slab_state = UP;
2878
2879         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2880         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2881                 kmalloc_caches[i]. name =
2882                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2883
2884 #ifdef CONFIG_SMP
2885         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2886         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2887                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2888 #else
2889         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2890 #endif
2891
2892
2893         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2894                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2895                 caches, cache_line_size(),
2896                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2897                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Find a mergeable slab cache
2902  */
2903 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2904 {
2905         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2906                 return 1;
2907
2908         if (s->ctor)
2909                 return 1;
2910
2911         /*
2912          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2913          */
2914         if (s->refcount < 0)
2915                 return 1;
2916
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2921                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2922                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2923 {
2924         struct kmem_cache *s;
2925
2926         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2927                 return NULL;
2928
2929         if (ctor)
2930                 return NULL;
2931
2932         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2933         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2934         size = ALIGN(size, align);
2935         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2936
2937         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2938                 if (slab_unmergeable(s))
2939                         continue;
2940
2941                 if (size > s->size)
2942                         continue;
2943
2944                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2945                                 continue;
2946                 /*
2947                  * Check if alignment is compatible.
2948                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2949                  */
2950                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2951                         continue;
2952
2953                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2954                         continue;
2955
2956                 return s;
2957         }
2958         return NULL;
2959 }
2960
2961 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2962                 size_t align, unsigned long flags,
2963                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2964 {
2965         struct kmem_cache *s;
2966
2967         down_write(&slub_lock);
2968         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2969         if (s) {
2970                 int cpu;
2971
2972                 s->refcount++;
2973                 /*
2974                  * Adjust the object sizes so that we clear
2975                  * the complete object on kzalloc.
2976                  */
2977                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2978
2979                 /*
2980                  * And then we need to update the object size in the
2981                  * per cpu structures
2982                  */
2983                 for_each_online_cpu(cpu)
2984                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2985                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2986                 up_write(&slub_lock);
2987                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2988                         goto err;
2989                 return s;
2990         }
2991         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2992         if (s) {
2993                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2994                                 size, align, flags, ctor)) {
2995                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2996                         up_write(&slub_lock);
2997                         if (sysfs_slab_add(s))
2998                                 goto err;
2999                         return s;
3000                 }
3001                 kfree(s);
3002         }
3003         up_write(&slub_lock);
3004
3005 err:
3006         if (flags & SLAB_PANIC)
3007                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3008         else
3009                 s = NULL;
3010         return s;
3011 }
3012 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3013
3014 #ifdef CONFIG_SMP
3015 /*
3016  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3017  * necessary.
3018  */
3019 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3020                 unsigned long action, void *hcpu)
3021 {
3022         long cpu = (long)hcpu;
3023         struct kmem_cache *s;
3024         unsigned long flags;
3025
3026         switch (action) {
3027         case CPU_UP_PREPARE:
3028         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3029                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3030                 down_read(&slub_lock);
3031                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3032                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3033                                                         GFP_KERNEL);
3034                 up_read(&slub_lock);
3035                 break;
3036
3037         case CPU_UP_CANCELED:
3038         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3039         case CPU_DEAD:
3040         case CPU_DEAD_FROZEN:
3041                 down_read(&slub_lock);
3042                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3043                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3044
3045                         local_irq_save(flags);
3046                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3047                         local_irq_restore(flags);
3048                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3049                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3050                 }
3051                 up_read(&slub_lock);
3052                 break;
3053         default:
3054                 break;
3055         }
3056         return NOTIFY_OK;
3057 }
3058
3059 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
3060         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
3061
3062 #endif
3063
3064 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3065 {
3066         struct kmem_cache *s;
3067
3068         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3069                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3070                                                         get_order(size));
3071         s = get_slab(size, gfpflags);
3072
3073         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3074                 return s;
3075
3076         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3077 }
3078
3079 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3080                                         int node, void *caller)
3081 {
3082         struct kmem_cache *s;
3083
3084         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3085                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3086                                                         get_order(size));
3087         s = get_slab(size, gfpflags);
3088
3089         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3090                 return s;
3091
3092         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3093 }
3094
3095 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3096 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3097                                                 unsigned long *map)
3098 {
3099         void *p;
3100         void *addr = page_address(page);
3101
3102         if (!check_slab(s, page) ||
3103                         !on_freelist(s, page, NULL))
3104                 return 0;
3105
3106         /* Now we know that a valid freelist exists */
3107         bitmap_zero(map, s->objects);
3108
3109         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3110                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3111                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3112                         return 0;
3113         }
3114
3115         for_each_object(p, s, addr)
3116                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3117                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3118                                 return 0;
3119         return 1;
3120 }
3121
3122 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3123                                                 unsigned long *map)
3124 {
3125         if (slab_trylock(page)) {
3126                 validate_slab(s, page, map);
3127                 slab_unlock(page);
3128         } else
3129                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3130                         s->name, page);
3131
3132         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3133                 if (!SlabDebug(page))
3134                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3135                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3136         } else {
3137                 if (SlabDebug(page))
3138                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3139                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3140         }
3141 }
3142
3143 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3144                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3145 {
3146         unsigned long count = 0;
3147         struct page *page;
3148         unsigned long flags;
3149
3150         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3151
3152         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3153                 validate_slab_slab(s, page, map);
3154                 count++;
3155         }
3156         if (count != n->nr_partial)
3157                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3158                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3159
3160         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3161                 goto out;
3162
3163         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3164                 validate_slab_slab(s, page, map);
3165                 count++;
3166         }
3167         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3168                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3169                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3170                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3171
3172 out:
3173         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3174         return count;
3175 }
3176
3177 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3178 {
3179         int node;
3180         unsigned long count = 0;
3181         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3182                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3183
3184         if (!map)
3185                 return -ENOMEM;
3186
3187         flush_all(s);
3188         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3189                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3190
3191                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3192         }
3193         kfree(map);
3194         return count;
3195 }
3196
3197 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3198 static void resiliency_test(void)
3199 {
3200         u8 *p;
3201
3202         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3203         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3204         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3205
3206         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3207         p[16] = 0x12;
3208         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3209                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3210
3211         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3212
3213         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3214         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3215         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3216         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3217                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3218         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3219
3220         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3221         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3222         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3223         *p = 0x56;
3224         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3225                                                                         p);
3226         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3227         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3228
3229         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3230         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3231         kfree(p);
3232         *p = 0x78;
3233         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3234         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3235
3236         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3237         kfree(p);
3238         p[50] = 0x9a;
3239         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3240         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3241
3242         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3243         kfree(p);
3244         p[512] = 0xab;
3245         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3246         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3247 }
3248 #else
3249 static void resiliency_test(void) {};
3250 #endif
3251
3252 /*
3253  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3254  * and freed.
3255  */
3256
3257 struct location {
3258         unsigned long count;
3259         void *addr;
3260         long long sum_time;
3261         long min_time;
3262         long max_time;
3263         long min_pid;
3264         long max_pid;
3265         cpumask_t cpus;
3266         nodemask_t nodes;
3267 };
3268
3269 struct loc_track {
3270         unsigned long max;
3271         unsigned long count;
3272         struct location *loc;
3273 };
3274
3275 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3276 {
3277         if (t->max)
3278                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3279                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3280 }
3281
3282 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3283 {
3284         struct location *l;
3285         int order;
3286
3287         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3288
3289         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3290         if (!l)
3291                 return 0;
3292
3293         if (t->count) {
3294                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3295                 free_loc_track(t);
3296         }
3297         t->max = max;
3298         t->loc = l;
3299         return 1;
3300 }
3301
3302 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3303                                 const struct track *track)
3304 {
3305         long start, end, pos;
3306         struct location *l;
3307         void *caddr;
3308         unsigned long age = jiffies - track->when;
3309
3310         start = -1;
3311         end = t->count;
3312
3313         for ( ; ; ) {
3314                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3315
3316                 /*
3317                  * There is nothing at "end". If we end up there
3318                  * we need to add something to before end.
3319                  */
3320                 if (pos == end)
3321                         break;
3322
3323                 caddr = t->loc[pos].addr;
3324                 if (track->addr == caddr) {
3325
3326                         l = &t->loc[pos];
3327                         l->count++;
3328                         if (track->when) {
3329                                 l->sum_time += age;
3330                                 if (age < l->min_time)
3331                                         l->min_time = age;
3332                                 if (age > l->max_time)
3333                                         l->max_time = age;
3334
3335                                 if (track->pid < l->min_pid)
3336                                         l->min_pid = track->pid;
3337                                 if (track->pid > l->max_pid)
3338                                         l->max_pid = track->pid;
3339
3340                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3341                         }
3342                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3343                         return 1;
3344                 }
3345
3346                 if (track->addr < caddr)
3347                         end = pos;
3348                 else
3349                         start = pos;
3350         }
3351
3352         /*
3353          * Not found. Insert new tracking element.
3354          */
3355         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3356                 return 0;
3357
3358         l = t->loc + pos;
3359         if (pos < t->count)
3360                 memmove(l + 1, l,
3361                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3362         t->count++;
3363         l->count = 1;
3364         l->addr = track->addr;
3365         l->sum_time = age;
3366         l->min_time = age;
3367         l->max_time = age;
3368         l->min_pid = track->pid;
3369         l->max_pid = track->pid;
3370         cpus_clear(l->cpus);
3371         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3372         nodes_clear(l->nodes);
3373         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3374         return 1;
3375 }
3376
3377 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3378                 struct page *page, enum track_item alloc)
3379 {
3380         void *addr = page_address(page);
3381         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3382         void *p;
3383
3384         bitmap_zero(map, s->objects);
3385         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3386                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3387
3388         for_each_object(p, s, addr)
3389                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3390                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3391 }
3392
3393 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3394                                         enum track_item alloc)
3395 {
3396         int n = 0;
3397         unsigned long i;
3398         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3399         int node;
3400
3401         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3402                         GFP_TEMPORARY))
3403                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3404
3405         /* Push back cpu slabs */
3406         flush_all(s);
3407
3408         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3409                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3410                 unsigned long flags;
3411                 struct page *page;
3412
3413                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3414                         continue;
3415
3416                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3417                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3418                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3419                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3420                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3421                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3422         }
3423
3424         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3425                 struct location *l = &t.loc[i];
3426
3427                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3428                         break;
3429                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3430
3431                 if (l->addr)
3432                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3433                 else
3434                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3435
3436                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3437                         unsigned long remainder;
3438
3439                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3440                         l->min_time,
3441                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3442                         l->max_time);
3443                 } else
3444                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3445                                 l->min_time);
3446
3447                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3448                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3449                                 l->min_pid, l->max_pid);
3450                 else
3451                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3452                                 l->min_pid);
3453
3454                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3455                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3456                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3457                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3458                                         l->cpus);
3459                 }
3460
3461                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3462                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3463                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3464                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3465                                         l->nodes);
3466                 }
3467
3468                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3469         }
3470
3471         free_loc_track(&t);
3472         if (!t.count)
3473                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3474         return n;
3475 }
3476
3477 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3478 {
3479         unsigned long flags;
3480         unsigned long x = 0;
3481         struct page *page;
3482
3483         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3484         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3485                 x += page->inuse;
3486         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3487         return x;
3488 }
3489
3490 enum slab_stat_type {
3491         SL_FULL,
3492         SL_PARTIAL,
3493         SL_CPU,
3494         SL_OBJECTS
3495 };
3496
3497 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3498 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3499 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3500 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3501
3502 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3503                         char *buf, unsigned long flags)
3504 {
3505         unsigned long total = 0;
3506         int cpu;
3507         int node;
3508         int x;
3509         unsigned long *nodes;
3510         unsigned long *per_cpu;
3511
3512         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3513         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3514
3515         for_each_possible_cpu(cpu) {
3516                 struct page *page;
3517                 int node;
3518                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3519
3520                 if (!c)
3521                         continue;
3522
3523                 page = c->page;
3524                 node = c->node;
3525                 if (node < 0)
3526                         continue;
3527                 if (page) {
3528                         if (flags & SO_CPU) {
3529                                 int x = 0;
3530
3531                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3532                                         x = page->inuse;
3533                                 else
3534                                         x = 1;
3535                                 total += x;
3536                                 nodes[node] += x;
3537                         }
3538                         per_cpu[node]++;
3539                 }
3540         }
3541
3542         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3543                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3544
3545                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3546                         if (flags & SO_OBJECTS)
3547                                 x = count_partial(n);
3548                         else
3549                                 x = n->nr_partial;
3550                         total += x;
3551                         nodes[node] += x;
3552                 }
3553
3554                 if (flags & SO_FULL) {
3555                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3556                                         - per_cpu[node]
3557                                         - n->nr_partial;
3558
3559                         if (flags & SO_OBJECTS)
3560                                 x = full_slabs * s->objects;
3561                         else
3562                                 x = full_slabs;
3563                         total += x;
3564                         nodes[node] += x;
3565                 }
3566         }
3567
3568         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3569 #ifdef CONFIG_NUMA
3570         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3571                 if (nodes[node])
3572                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3573                                         node, nodes[node]);
3574 #endif
3575         kfree(nodes);
3576         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3577 }
3578
3579 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3580 {
3581         int node;
3582         int cpu;
3583
3584         for_each_possible_cpu(cpu) {
3585                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3586
3587                 if (c && c->page)
3588                         return 1;
3589         }
3590
3591         for_each_online_node(node) {
3592                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3593
3594                 if (!n)
3595                         continue;
3596
3597                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3598                         return 1;
3599         }
3600         return 0;
3601 }
3602
3603 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3604 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3605
3606 struct slab_attribute {
3607         struct attribute attr;
3608         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3609         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3610 };
3611
3612 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3613         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3614
3615 #define SLAB_ATTR(_name) \
3616         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3617         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3618
3619 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3620 {
3621         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3622 }
3623 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3624
3625 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3626 {
3627         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3628 }
3629 SLAB_ATTR_RO(align);
3630
3631 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3632 {
3633         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3634 }
3635 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3636
3637 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3638 {
3639         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3640 }
3641 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3642
3643 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3644 {
3645         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3646 }
3647 SLAB_ATTR_RO(order);
3648
3649 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3650 {
3651         if (s->ctor) {
3652                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3653
3654                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3655         }
3656         return 0;
3657 }
3658 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3659
3660 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3661 {
3662         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3663 }
3664 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3665
3666 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3667 {
3668         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3669 }
3670 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3671
3672 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3673 {
3674         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3675 }
3676 SLAB_ATTR_RO(partial);
3677
3678 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3679 {
3680         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3681 }
3682 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3683
3684 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3685 {
3686         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3687 }
3688 SLAB_ATTR_RO(objects);
3689
3690 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3691 {
3692         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3693 }
3694
3695 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3696                                 const char *buf, size_t length)
3697 {
3698         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3699         if (buf[0] == '1')
3700                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3701         return length;
3702 }
3703 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3704
3705 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3706 {
3707         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3708 }
3709
3710 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3711                                                         size_t length)
3712 {
3713         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3714         if (buf[0] == '1')
3715                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3716         return length;
3717 }
3718 SLAB_ATTR(trace);
3719
3720 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3721 {
3722         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3723 }
3724
3725 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3726                                 const char *buf, size_t length)
3727 {
3728         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3729         if (buf[0] == '1')
3730                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3731         return length;
3732 }
3733 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3734
3735 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3736 {
3737         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3738 }
3739 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3740
3741 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3742 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3743 {
3744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3745 }
3746 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3747 #endif
3748
3749 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3750 {
3751         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3752 }
3753 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3754
3755 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3756 {
3757         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3758 }
3759
3760 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3761                                 const char *buf, size_t length)
3762 {
3763         if (any_slab_objects(s))
3764                 return -EBUSY;
3765
3766         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3767         if (buf[0] == '1')
3768                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3769         calculate_sizes(s);
3770         return length;
3771 }
3772 SLAB_ATTR(red_zone);
3773
3774 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3775 {
3776         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3777 }
3778
3779 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3780                                 const char *buf, size_t length)
3781 {
3782         if (any_slab_objects(s))
3783                 return -EBUSY;
3784
3785         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3786         if (buf[0] == '1')
3787                 s->flags |= SLAB_POISON;
3788         calculate_sizes(s);
3789         return length;
3790 }
3791 SLAB_ATTR(poison);
3792
3793 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3794 {
3795         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3796 }
3797
3798 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3799                                 const char *buf, size_t length)
3800 {
3801         if (any_slab_objects(s))
3802                 return -EBUSY;
3803
3804         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3805         if (buf[0] == '1')
3806                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3807         calculate_sizes(s);
3808         return length;
3809 }
3810 SLAB_ATTR(store_user);
3811
3812 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3813 {
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3818                         const char *buf, size_t length)
3819 {
3820         int ret = -EINVAL;
3821
3822         if (buf[0] == '1') {
3823                 ret = validate_slab_cache(s);
3824                 if (ret >= 0)
3825                         ret = length;
3826         }
3827         return ret;
3828 }
3829 SLAB_ATTR(validate);
3830
3831 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3832 {
3833         return 0;
3834 }
3835
3836 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3837                         const char *buf, size_t length)
3838 {
3839         if (buf[0] == '1') {
3840                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3841
3842                 if (rc)
3843                         return rc;
3844         } else
3845                 return -EINVAL;
3846         return length;
3847 }
3848 SLAB_ATTR(shrink);
3849
3850 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3851 {
3852         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3853                 return -ENOSYS;
3854         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3855 }
3856 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3857
3858 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3859 {
3860         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3861                 return -ENOSYS;
3862         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3863 }
3864 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3865
3866 #ifdef CONFIG_NUMA
3867 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3868 {
3869         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3870 }
3871
3872 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3873                                 const char *buf, size_t length)
3874 {
3875         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3876
3877         if (n < 100)
3878                 s->defrag_ratio = n * 10;
3879         return length;
3880 }
3881 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3882 #endif
3883
3884 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3885         &slab_size_attr.attr,
3886         &object_size_attr.attr,
3887         &objs_per_slab_attr.attr,
3888         &order_attr.attr,
3889         &objects_attr.attr,
3890         &slabs_attr.attr,
3891         &partial_attr.attr,
3892         &cpu_slabs_attr.attr,
3893         &ctor_attr.attr,
3894         &aliases_attr.attr,
3895         &align_attr.attr,
3896         &sanity_checks_attr.attr,
3897         &trace_attr.attr,
3898         &hwcache_align_attr.attr,
3899         &reclaim_account_attr.attr,
3900         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3901         &red_zone_attr.attr,
3902         &poison_attr.attr,
3903         &store_user_attr.attr,
3904         &validate_attr.attr,
3905         &shrink_attr.attr,
3906         &alloc_calls_attr.attr,
3907         &free_calls_attr.attr,
3908 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3909         &cache_dma_attr.attr,
3910 #endif
3911 #ifdef CONFIG_NUMA
3912         &defrag_ratio_attr.attr,
3913 #endif
3914         NULL
3915 };
3916
3917 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3918         .attrs = slab_attrs,
3919 };
3920
3921 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3922                                 struct attribute *attr,
3923                                 char *buf)
3924 {
3925         struct slab_attribute *attribute;
3926         struct kmem_cache *s;
3927         int err;
3928
3929         attribute = to_slab_attr(attr);
3930         s = to_slab(kobj);
3931
3932         if (!attribute->show)
3933                 return -EIO;
3934
3935         err = attribute->show(s, buf);
3936
3937         return err;
3938 }
3939
3940 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3941                                 struct attribute *attr,
3942                                 const char *buf, size_t len)
3943 {
3944         struct slab_attribute *attribute;
3945         struct kmem_cache *s;
3946         int err;
3947
3948         attribute = to_slab_attr(attr);
3949         s = to_slab(kobj);
3950
3951         if (!attribute->store)
3952                 return -EIO;
3953
3954         err = attribute->store(s, buf, len);
3955
3956         return err;
3957 }
3958
3959 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3960         .show = slab_attr_show,
3961         .store = slab_attr_store,
3962 };
3963
3964 static struct kobj_type slab_ktype = {
3965         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3966 };
3967
3968 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3969 {
3970         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3971
3972         if (ktype == &slab_ktype)
3973                 return 1;
3974         return 0;
3975 }
3976
3977 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3978         .filter = uevent_filter,
3979 };
3980
3981 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3982
3983 #define ID_STR_LENGTH 64
3984
3985 /* Create a unique string id for a slab cache:
3986  * format
3987  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3988  */
3989 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3990 {
3991         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3992         char *p = name;
3993
3994         BUG_ON(!name);
3995
3996         *p++ = ':';
3997         /*
3998          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3999          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4000          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4001          * are matched during merging to guarantee that the id is
4002          * unique.
4003          */
4004         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4005                 *p++ = 'd';
4006         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4007                 *p++ = 'a';
4008         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4009                 *p++ = 'F';
4010         if (p != name + 1)
4011                 *p++ = '-';
4012         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4013         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4014         return name;
4015 }
4016
4017 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4018 {
4019         int err;
4020         const char *name;
4021         int unmergeable;
4022
4023         if (slab_state < SYSFS)
4024                 /* Defer until later */
4025                 return 0;
4026
4027         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4028         if (unmergeable) {
4029                 /*
4030                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4031                  * This is typically the case for debug situations. In that
4032                  * case we can catch duplicate names easily.
4033                  */
4034                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
4035                 name = s->name;
4036         } else {
4037                 /*
4038                  * Create a unique name for the slab as a target
4039                  * for the symlinks.
4040                  */
4041                 name = create_unique_id(s);
4042         }
4043
4044         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
4045         kobject_set_name(&s->kobj, name);
4046         kobject_init(&s->kobj);
4047         err = kobject_add(&s->kobj);
4048         if (err)
4049                 return err;
4050
4051         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4052         if (err)
4053                 return err;
4054         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4055         if (!unmergeable) {
4056                 /* Setup first alias */
4057                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4058                 kfree(name);
4059         }
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4064 {
4065         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4066         kobject_del(&s->kobj);
4067 }
4068
4069 /*
4070  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4071  * available lest we loose that information.
4072  */
4073 struct saved_alias {
4074         struct kmem_cache *s;
4075         const char *name;
4076         struct saved_alias *next;
4077 };
4078
4079 static struct saved_alias *alias_list;
4080
4081 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4082 {
4083         struct saved_alias *al;
4084
4085         if (slab_state == SYSFS) {
4086                 /*
4087                  * If we have a leftover link then remove it.
4088                  */
4089                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
4090                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
4091                                                 &s->kobj, name);
4092         }
4093
4094         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4095         if (!al)
4096                 return -ENOMEM;
4097
4098         al->s = s;
4099         al->name = name;
4100         al->next = alias_list;
4101         alias_list = al;
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 static int __init slab_sysfs_init(void)
4106 {
4107         struct kmem_cache *s;
4108         int err;
4109
4110         err = subsystem_register(&slab_subsys);
4111         if (err) {
4112                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4113                 return -ENOSYS;
4114         }
4115
4116         slab_state = SYSFS;
4117
4118         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4119                 err = sysfs_slab_add(s);
4120                 if (err)
4121                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4122                                                 " to sysfs\n", s->name);
4123         }
4124
4125         while (alias_list) {
4126                 struct saved_alias *al = alias_list;
4127
4128                 alias_list = alias_list->next;
4129                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4130                 if (err)
4131                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4132                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4133                 kfree(al);
4134         }
4135
4136         resiliency_test();
4137         return 0;
4138 }
4139
4140 __initcall(slab_sysfs_init);
4141 #endif