slub: Fix up comments
[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 5
176
177 /*
178  * Maximum number of desirable partial slabs.
179  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
180  * sort the partial list by the number of objects in the.
181  */
182 #define MAX_PARTIAL 10
183
184 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
185                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
186
187 /*
188  * Set of flags that will prevent slab merging
189  */
190 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
191                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
192
193 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
194                 SLAB_CACHE_DMA)
195
196 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
197 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
198 #endif
199
200 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
201 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 /* Internal SLUB flags */
205 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
206 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
207 #define __KMALLOC_CACHE         0x20000000 /* objects freed using kfree */
208 #define __PAGE_ALLOC_FALLBACK   0x10000000 /* Allow fallback to page alloc */
209
210 /* Not all arches define cache_line_size */
211 #ifndef cache_line_size
212 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
213 #endif
214
215 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
216
217 #ifdef CONFIG_SMP
218 static struct notifier_block slab_notifier;
219 #endif
220
221 static enum {
222         DOWN,           /* No slab functionality available */
223         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
224         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
225         SYSFS           /* Sysfs up */
226 } slab_state = DOWN;
227
228 /* A list of all slab caches on the system */
229 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
230 static LIST_HEAD(slab_caches);
231
232 /*
233  * Tracking user of a slab.
234  */
235 struct track {
236         void *addr;             /* Called from address */
237         int cpu;                /* Was running on cpu */
238         int pid;                /* Pid context */
239         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
240 };
241
242 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
243
244 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
245 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
247 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
248
249 #else
250 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
252                                                         { return 0; }
253 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
254 {
255         kfree(s);
256 }
257
258 #endif
259
260 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
261 {
262 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
263         c->stat[si]++;
264 #endif
265 }
266
267 /********************************************************************
268  *                      Core slab cache functions
269  *******************************************************************/
270
271 int slab_is_available(void)
272 {
273         return slab_state >= UP;
274 }
275
276 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
277 {
278 #ifdef CONFIG_NUMA
279         return s->node[node];
280 #else
281         return &s->local_node;
282 #endif
283 }
284
285 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SMP
288         return s->cpu_slab[cpu];
289 #else
290         return &s->cpu_slab;
291 #endif
292 }
293
294 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
295 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
296                                 struct page *page, const void *object)
297 {
298         void *base;
299
300         if (!object)
301                 return 1;
302
303         base = page_address(page);
304         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
305                 (object - base) % s->size) {
306                 return 0;
307         }
308
309         return 1;
310 }
311
312 /*
313  * Slow version of get and set free pointer.
314  *
315  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
316  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
317  * from the page struct.
318  */
319 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
320 {
321         return *(void **)(object + s->offset);
322 }
323
324 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
325 {
326         *(void **)(object + s->offset) = fp;
327 }
328
329 /* Loop over all objects in a slab */
330 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
331         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
332                         __p += (__s)->size)
333
334 /* Scan freelist */
335 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
336         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
337
338 /* Determine object index from a given position */
339 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
340 {
341         return (p - addr) / s->size;
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355
356 /*
357  * Object debugging
358  */
359 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
360 {
361         int i, offset;
362         int newline = 1;
363         char ascii[17];
364
365         ascii[16] = 0;
366
367         for (i = 0; i < length; i++) {
368                 if (newline) {
369                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
370                         newline = 0;
371                 }
372                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
373                 offset = i % 16;
374                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
375                 if (offset == 15) {
376                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
377                         newline = 1;
378                 }
379         }
380         if (!newline) {
381                 i %= 16;
382                 while (i < 16) {
383                         printk(KERN_CONT "   ");
384                         ascii[i] = ' ';
385                         i++;
386                 }
387                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
388         }
389 }
390
391 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
392         enum track_item alloc)
393 {
394         struct track *p;
395
396         if (s->offset)
397                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
398         else
399                 p = object + s->inuse;
400
401         return p + alloc;
402 }
403
404 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405                                 enum track_item alloc, void *addr)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         p += alloc;
415         if (addr) {
416                 p->addr = addr;
417                 p->cpu = smp_processor_id();
418                 p->pid = current ? current->pid : -1;
419                 p->when = jiffies;
420         } else
421                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
422 }
423
424 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
425 {
426         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
427                 return;
428
429         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
430         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
431 }
432
433 static void print_track(const char *s, struct track *t)
434 {
435         if (!t->addr)
436                 return;
437
438         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
439         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
440         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
441 }
442
443 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
444 {
445         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
446                 return;
447
448         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
449         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
450 }
451
452 static void print_page_info(struct page *page)
453 {
454         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
455                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
456
457 }
458
459 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "========================================"
468                         "=====================================\n");
469         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
470         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
471                         "-------------------------------------\n\n");
472 }
473
474 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
475 {
476         va_list args;
477         char buf[100];
478
479         va_start(args, fmt);
480         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
481         va_end(args);
482         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
483 }
484
485 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
486 {
487         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
488         u8 *addr = page_address(page);
489
490         print_tracking(s, p);
491
492         print_page_info(page);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
495                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
496
497         if (p > addr + 16)
498                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
499
500         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
501
502         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
503                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
504                         s->inuse - s->objsize);
505
506         if (s->offset)
507                 off = s->offset + sizeof(void *);
508         else
509                 off = s->inuse;
510
511         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
512                 off += 2 * sizeof(struct track);
513
514         if (off != s->size)
515                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
516                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
517
518         dump_stack();
519 }
520
521 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
522                         u8 *object, char *reason)
523 {
524         slab_bug(s, reason);
525         print_trailer(s, page, object);
526 }
527
528 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
529 {
530         va_list args;
531         char buf[100];
532
533         va_start(args, fmt);
534         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
535         va_end(args);
536         slab_bug(s, fmt);
537         print_page_info(page);
538         dump_stack();
539 }
540
541 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
542 {
543         u8 *p = object;
544
545         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
546                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
547                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
548         }
549
550         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
551                 memset(p + s->objsize,
552                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
553                         s->inuse - s->objsize);
554 }
555
556 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
557 {
558         while (bytes) {
559                 if (*start != (u8)value)
560                         return start;
561                 start++;
562                 bytes--;
563         }
564         return NULL;
565 }
566
567 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
568                                                 void *from, void *to)
569 {
570         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
571         memset(from, data, to - from);
572 }
573
574 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
575                         u8 *object, char *what,
576                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
577 {
578         u8 *fault;
579         u8 *end;
580
581         fault = check_bytes(start, value, bytes);
582         if (!fault)
583                 return 1;
584
585         end = start + bytes;
586         while (end > fault && end[-1] == value)
587                 end--;
588
589         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
590         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
591                                         fault, end - 1, fault[0], value);
592         print_trailer(s, page, object);
593
594         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
595         return 0;
596 }
597
598 /*
599  * Object layout:
600  *
601  * object address
602  *      Bytes of the object to be managed.
603  *      If the freepointer may overlay the object then the free
604  *      pointer is the first word of the object.
605  *
606  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
607  *      0xa5 (POISON_END)
608  *
609  * object + s->objsize
610  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
611  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
612  *      objsize == inuse.
613  *
614  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
615  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
616  *
617  * object + s->inuse
618  *      Meta data starts here.
619  *
620  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
621  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
622  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
623  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
624  *              before the word boundary.
625  *
626  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
627  *
628  * object + s->size
629  *      Nothing is used beyond s->size.
630  *
631  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
632  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
633  * may be used with merged slabcaches.
634  */
635
636 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
637 {
638         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
639
640         if (s->offset)
641                 /* Freepointer is placed after the object. */
642                 off += sizeof(void *);
643
644         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
645                 /* We also have user information there */
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (s->size == off)
649                 return 1;
650
651         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
652                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
653 }
654
655 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
656 {
657         u8 *start;
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660         int length;
661         int remainder;
662
663         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
664                 return 1;
665
666         start = page_address(page);
667         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
668         length = s->objects * s->size;
669         remainder = end - (start + length);
670         if (!remainder)
671                 return 1;
672
673         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
674         if (!fault)
675                 return 1;
676         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
677                 end--;
678
679         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
680         print_section("Padding", start, length);
681
682         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
683         return 0;
684 }
685
686 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
687                                         void *object, int active)
688 {
689         u8 *p = object;
690         u8 *endobject = object + s->objsize;
691
692         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
693                 unsigned int red =
694                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
695
696                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
697                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
698                         return 0;
699         } else {
700                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
701                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
702                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
703                 }
704         }
705
706         if (s->flags & SLAB_POISON) {
707                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
708                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
709                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
710                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
711                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
712                         return 0;
713                 /*
714                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
715                  */
716                 check_pad_bytes(s, page, p);
717         }
718
719         if (!s->offset && active)
720                 /*
721                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
722                  * freepointer while object is allocated.
723                  */
724                 return 1;
725
726         /* Check free pointer validity */
727         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
728                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
729                 /*
730                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
731                  * of the free objects in this slab. May cause
732                  * another error because the object count is now wrong.
733                  */
734                 set_freepointer(s, p, NULL);
735                 return 0;
736         }
737         return 1;
738 }
739
740 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
741 {
742         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
743
744         if (!PageSlab(page)) {
745                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
746                 return 0;
747         }
748         if (page->inuse > s->objects) {
749                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
750                         s->name, page->inuse, s->objects);
751                 return 0;
752         }
753         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
754         slab_pad_check(s, page);
755         return 1;
756 }
757
758 /*
759  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
760  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
761  */
762 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
763 {
764         int nr = 0;
765         void *fp = page->freelist;
766         void *object = NULL;
767
768         while (fp && nr <= s->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = s->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         if (page->inuse != s->objects - nr) {
792                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
793                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
794                 page->inuse = s->objects - nr;
795                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
796         }
797         return search == NULL;
798 }
799
800 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
801 {
802         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
803                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
804                         s->name,
805                         alloc ? "alloc" : "free",
806                         object, page->inuse,
807                         page->freelist);
808
809                 if (!alloc)
810                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
811
812                 dump_stack();
813         }
814 }
815
816 /*
817  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
818  */
819 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
820 {
821         spin_lock(&n->list_lock);
822         list_add(&page->lru, &n->full);
823         spin_unlock(&n->list_lock);
824 }
825
826 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
827 {
828         struct kmem_cache_node *n;
829
830         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
831                 return;
832
833         n = get_node(s, page_to_nid(page));
834
835         spin_lock(&n->list_lock);
836         list_del(&page->lru);
837         spin_unlock(&n->list_lock);
838 }
839
840 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
841                                                                 void *object)
842 {
843         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
844                 return;
845
846         init_object(s, object, 0);
847         init_tracking(s, object);
848 }
849
850 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
851                                                 void *object, void *addr)
852 {
853         if (!check_slab(s, page))
854                 goto bad;
855
856         if (!on_freelist(s, page, object)) {
857                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
858                 goto bad;
859         }
860
861         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
862                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
863                 goto bad;
864         }
865
866         if (!check_object(s, page, object, 0))
867                 goto bad;
868
869         /* Success perform special debug activities for allocs */
870         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
871                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
872         trace(s, page, object, 1);
873         init_object(s, object, 1);
874         return 1;
875
876 bad:
877         if (PageSlab(page)) {
878                 /*
879                  * If this is a slab page then lets do the best we can
880                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
881                  * as used avoids touching the remaining objects.
882                  */
883                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
884                 page->inuse = s->objects;
885                 page->freelist = NULL;
886         }
887         return 0;
888 }
889
890 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
891                                                 void *object, void *addr)
892 {
893         if (!check_slab(s, page))
894                 goto fail;
895
896         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
897                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
898                 goto fail;
899         }
900
901         if (on_freelist(s, page, object)) {
902                 object_err(s, page, object, "Object already free");
903                 goto fail;
904         }
905
906         if (!check_object(s, page, object, 1))
907                 return 0;
908
909         if (unlikely(s != page->slab)) {
910                 if (!PageSlab(page)) {
911                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
912                                 "outside of slab", object);
913                 } else if (!page->slab) {
914                         printk(KERN_ERR
915                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
916                                                 object);
917                         dump_stack();
918                 } else
919                         object_err(s, page, object,
920                                         "page slab pointer corrupt.");
921                 goto fail;
922         }
923
924         /* Special debug activities for freeing objects */
925         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
926                 remove_full(s, page);
927         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
928                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
929         trace(s, page, object, 0);
930         init_object(s, object, 0);
931         return 1;
932
933 fail:
934         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
935         return 0;
936 }
937
938 static int __init setup_slub_debug(char *str)
939 {
940         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
941         if (*str++ != '=' || !*str)
942                 /*
943                  * No options specified. Switch on full debugging.
944                  */
945                 goto out;
946
947         if (*str == ',')
948                 /*
949                  * No options but restriction on slabs. This means full
950                  * debugging for slabs matching a pattern.
951                  */
952                 goto check_slabs;
953
954         slub_debug = 0;
955         if (*str == '-')
956                 /*
957                  * Switch off all debugging measures.
958                  */
959                 goto out;
960
961         /*
962          * Determine which debug features should be switched on
963          */
964         for (; *str && *str != ','; str++) {
965                 switch (tolower(*str)) {
966                 case 'f':
967                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
968                         break;
969                 case 'z':
970                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
971                         break;
972                 case 'p':
973                         slub_debug |= SLAB_POISON;
974                         break;
975                 case 'u':
976                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
977                         break;
978                 case 't':
979                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
980                         break;
981                 default:
982                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
983                                 "unknown. skipped\n", *str);
984                 }
985         }
986
987 check_slabs:
988         if (*str == ',')
989                 slub_debug_slabs = str + 1;
990 out:
991         return 1;
992 }
993
994 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
995
996 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
997         unsigned long flags, const char *name,
998         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
999 {
1000         /*
1001          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1002          */
1003         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1004             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1005                         flags |= slub_debug;
1006
1007         return flags;
1008 }
1009 #else
1010 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1011                         struct page *page, void *object) {}
1012
1013 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1014         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1015
1016 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1017         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1018
1019 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1020                         { return 1; }
1021 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1022                         void *object, int active) { return 1; }
1023 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1024 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1025         unsigned long flags, const char *name,
1026         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1027 {
1028         return flags;
1029 }
1030 #define slub_debug 0
1031 #endif
1032 /*
1033  * Slab allocation and freeing
1034  */
1035 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1036 {
1037         struct page *page;
1038         int pages = 1 << s->order;
1039
1040         flags |= s->allocflags;
1041
1042         if (node == -1)
1043                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1044         else
1045                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1046
1047         if (!page)
1048                 return NULL;
1049
1050         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1051                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1052                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1053                 pages);
1054
1055         return page;
1056 }
1057
1058 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1059                                 void *object)
1060 {
1061         setup_object_debug(s, page, object);
1062         if (unlikely(s->ctor))
1063                 s->ctor(s, object);
1064 }
1065
1066 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1067 {
1068         struct page *page;
1069         struct kmem_cache_node *n;
1070         void *start;
1071         void *last;
1072         void *p;
1073
1074         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1075
1076         page = allocate_slab(s,
1077                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1078         if (!page)
1079                 goto out;
1080
1081         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1082         if (n)
1083                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1084         page->slab = s;
1085         page->flags |= 1 << PG_slab;
1086         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1087                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1088                 SetSlabDebug(page);
1089
1090         start = page_address(page);
1091
1092         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1093                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1094
1095         last = start;
1096         for_each_object(p, s, start) {
1097                 setup_object(s, page, last);
1098                 set_freepointer(s, last, p);
1099                 last = p;
1100         }
1101         setup_object(s, page, last);
1102         set_freepointer(s, last, NULL);
1103
1104         page->freelist = start;
1105         page->inuse = 0;
1106 out:
1107         return page;
1108 }
1109
1110 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1111 {
1112         int pages = 1 << s->order;
1113
1114         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1115                 void *p;
1116
1117                 slab_pad_check(s, page);
1118                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1119                         check_object(s, page, p, 0);
1120                 ClearSlabDebug(page);
1121         }
1122
1123         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1124                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1125                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1126                 -pages);
1127
1128         __free_pages(page, s->order);
1129 }
1130
1131 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1132 {
1133         struct page *page;
1134
1135         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1136         __free_slab(page->slab, page);
1137 }
1138
1139 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1140 {
1141         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1142                 /*
1143                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1144                  */
1145                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1146
1147                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1148         } else
1149                 __free_slab(s, page);
1150 }
1151
1152 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1153 {
1154         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1155
1156         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1157         reset_page_mapcount(page);
1158         __ClearPageSlab(page);
1159         free_slab(s, page);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Per slab locking using the pagelock
1164  */
1165 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1166 {
1167         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1168 }
1169
1170 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1171 {
1172         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1173 }
1174
1175 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1176 {
1177         int rc = 1;
1178
1179         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1180         return rc;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Management of partially allocated slabs
1185  */
1186 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1187                                 struct page *page, int tail)
1188 {
1189         spin_lock(&n->list_lock);
1190         n->nr_partial++;
1191         if (tail)
1192                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1193         else
1194                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1195         spin_unlock(&n->list_lock);
1196 }
1197
1198 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1199                                                 struct page *page)
1200 {
1201         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1202
1203         spin_lock(&n->list_lock);
1204         list_del(&page->lru);
1205         n->nr_partial--;
1206         spin_unlock(&n->list_lock);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Lock slab and remove from the partial list.
1211  *
1212  * Must hold list_lock.
1213  */
1214 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1215 {
1216         if (slab_trylock(page)) {
1217                 list_del(&page->lru);
1218                 n->nr_partial--;
1219                 SetSlabFrozen(page);
1220                 return 1;
1221         }
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1227  */
1228 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1229 {
1230         struct page *page;
1231
1232         /*
1233          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1234          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1235          * partial slab and there is none available then get_partials()
1236          * will return NULL.
1237          */
1238         if (!n || !n->nr_partial)
1239                 return NULL;
1240
1241         spin_lock(&n->list_lock);
1242         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1243                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1244                         goto out;
1245         page = NULL;
1246 out:
1247         spin_unlock(&n->list_lock);
1248         return page;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1253  */
1254 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1255 {
1256 #ifdef CONFIG_NUMA
1257         struct zonelist *zonelist;
1258         struct zone **z;
1259         struct page *page;
1260
1261         /*
1262          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1263          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1264          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1265          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1266          *
1267          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1268          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1269          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1270          * from other nodes and filled up.
1271          *
1272          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1273          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1274          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1275          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1276          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1277          * with available objects.
1278          */
1279         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1280                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1281                 return NULL;
1282
1283         zonelist = &NODE_DATA(
1284                 slab_node(current->mempolicy))->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1285         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1286                 struct kmem_cache_node *n;
1287
1288                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1289
1290                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1291                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1292                         page = get_partial_node(n);
1293                         if (page)
1294                                 return page;
1295                 }
1296         }
1297 #endif
1298         return NULL;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Get a partial page, lock it and return it.
1303  */
1304 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1305 {
1306         struct page *page;
1307         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1308
1309         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1310         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1311                 return page;
1312
1313         return get_any_partial(s, flags);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Move a page back to the lists.
1318  *
1319  * Must be called with the slab lock held.
1320  *
1321  * On exit the slab lock will have been dropped.
1322  */
1323 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1324 {
1325         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1326         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1327
1328         ClearSlabFrozen(page);
1329         if (page->inuse) {
1330
1331                 if (page->freelist) {
1332                         add_partial(n, page, tail);
1333                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1334                 } else {
1335                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1336                         if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1337                                 add_full(n, page);
1338                 }
1339                 slab_unlock(page);
1340         } else {
1341                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1342                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1343                         /*
1344                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1345                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1346                          * to come after the other slabs with objects in
1347                          * so that the others get filled first. That way the
1348                          * size of the partial list stays small.
1349                          *
1350                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from the
1351                          * partial list.
1352                          */
1353                         add_partial(n, page, 1);
1354                         slab_unlock(page);
1355                 } else {
1356                         slab_unlock(page);
1357                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1358                         discard_slab(s, page);
1359                 }
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Remove the cpu slab
1365  */
1366 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1367 {
1368         struct page *page = c->page;
1369         int tail = 1;
1370
1371         if (c->freelist)
1372                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1373         /*
1374          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1375          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1376          * to occur.
1377          */
1378         while (unlikely(c->freelist)) {
1379                 void **object;
1380
1381                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1382
1383                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1384                 object = c->freelist;
1385                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1386
1387                 /* And put onto the regular freelist */
1388                 object[c->offset] = page->freelist;
1389                 page->freelist = object;
1390                 page->inuse--;
1391         }
1392         c->page = NULL;
1393         unfreeze_slab(s, page, tail);
1394 }
1395
1396 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1397 {
1398         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1399         slab_lock(c->page);
1400         deactivate_slab(s, c);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Flush cpu slab.
1405  *
1406  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1407  */
1408 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1409 {
1410         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1411
1412         if (likely(c && c->page))
1413                 flush_slab(s, c);
1414 }
1415
1416 static void flush_cpu_slab(void *d)
1417 {
1418         struct kmem_cache *s = d;
1419
1420         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1421 }
1422
1423 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1424 {
1425 #ifdef CONFIG_SMP
1426         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1427 #else
1428         unsigned long flags;
1429
1430         local_irq_save(flags);
1431         flush_cpu_slab(s);
1432         local_irq_restore(flags);
1433 #endif
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1438  * locality expectations.
1439  */
1440 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         if (node != -1 && c->node != node)
1444                 return 0;
1445 #endif
1446         return 1;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1451  * debugging duties.
1452  *
1453  * Interrupts are disabled.
1454  *
1455  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1456  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1457  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1458  *
1459  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1460  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1461  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1462  *
1463  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1464  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1465  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
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
1480         stat(c, ALLOC_REFILL);
1481
1482 load_freelist:
1483         object = c->page->freelist;
1484         if (unlikely(!object))
1485                 goto another_slab;
1486         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1487                 goto debug;
1488
1489         object = c->page->freelist;
1490         c->freelist = object[c->offset];
1491         c->page->inuse = s->objects;
1492         c->page->freelist = NULL;
1493         c->node = page_to_nid(c->page);
1494 unlock_out:
1495         slab_unlock(c->page);
1496         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1497         return object;
1498
1499 another_slab:
1500         deactivate_slab(s, c);
1501
1502 new_slab:
1503         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1504         if (new) {
1505                 c->page = new;
1506                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1507                 goto load_freelist;
1508         }
1509
1510         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1511                 local_irq_enable();
1512
1513         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1514
1515         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1516                 local_irq_disable();
1517
1518         if (new) {
1519                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1520                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1521                 if (c->page)
1522                         flush_slab(s, c);
1523                 slab_lock(new);
1524                 SetSlabFrozen(new);
1525                 c->page = new;
1526                 goto load_freelist;
1527         }
1528
1529         /*
1530          * No memory available.
1531          *
1532          * If the slab uses higher order allocs but the object is
1533          * smaller than a page size then we can fallback in emergencies
1534          * to the page allocator via kmalloc_large. The page allocator may
1535          * have failed to obtain a higher order page and we can try to
1536          * allocate a single page if the object fits into a single page.
1537          * That is only possible if certain conditions are met that are being
1538          * checked when a slab is created.
1539          */
1540         if (!(gfpflags & __GFP_NORETRY) && (s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
1541                 return kmalloc_large(s->objsize, gfpflags);
1542
1543         return NULL;
1544 debug:
1545         object = c->page->freelist;
1546         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1547                 goto another_slab;
1548
1549         c->page->inuse++;
1550         c->page->freelist = object[c->offset];
1551         c->node = -1;
1552         goto unlock_out;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1557  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1558  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1559  *
1560  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1561  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1562  *
1563  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1564  */
1565 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1566                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1567 {
1568         void **object;
1569         struct kmem_cache_cpu *c;
1570         unsigned long flags;
1571
1572         local_irq_save(flags);
1573         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1574         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1575
1576                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1577
1578         else {
1579                 object = c->freelist;
1580                 c->freelist = object[c->offset];
1581                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1582         }
1583         local_irq_restore(flags);
1584
1585         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1586                 memset(object, 0, c->objsize);
1587
1588         return object;
1589 }
1590
1591 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1592 {
1593         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1594 }
1595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1596
1597 #ifdef CONFIG_NUMA
1598 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1599 {
1600         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1601 }
1602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1603 #endif
1604
1605 /*
1606  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1607  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1608  *
1609  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1610  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1611  * handling required then we can return immediately.
1612  */
1613 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1614                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1615 {
1616         void *prior;
1617         void **object = (void *)x;
1618         struct kmem_cache_cpu *c;
1619
1620         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1621         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1622         slab_lock(page);
1623
1624         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1625                 goto debug;
1626
1627 checks_ok:
1628         prior = object[offset] = page->freelist;
1629         page->freelist = object;
1630         page->inuse--;
1631
1632         if (unlikely(SlabFrozen(page))) {
1633                 stat(c, FREE_FROZEN);
1634                 goto out_unlock;
1635         }
1636
1637         if (unlikely(!page->inuse))
1638                 goto slab_empty;
1639
1640         /*
1641          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1642          * then add it.
1643          */
1644         if (unlikely(!prior)) {
1645                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1646                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1647         }
1648
1649 out_unlock:
1650         slab_unlock(page);
1651         return;
1652
1653 slab_empty:
1654         if (prior) {
1655                 /*
1656                  * Slab still on the partial list.
1657                  */
1658                 remove_partial(s, page);
1659                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1660         }
1661         slab_unlock(page);
1662         stat(c, FREE_SLAB);
1663         discard_slab(s, page);
1664         return;
1665
1666 debug:
1667         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1668                 goto out_unlock;
1669         goto checks_ok;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1674  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1675  *
1676  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1677  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1678  * the item before.
1679  *
1680  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1681  * with all sorts of special processing.
1682  */
1683 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1684                         struct page *page, void *x, void *addr)
1685 {
1686         void **object = (void *)x;
1687         struct kmem_cache_cpu *c;
1688         unsigned long flags;
1689
1690         local_irq_save(flags);
1691         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1692         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1693         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1694                 object[c->offset] = c->freelist;
1695                 c->freelist = object;
1696                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1697         } else
1698                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1699
1700         local_irq_restore(flags);
1701 }
1702
1703 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1704 {
1705         struct page *page;
1706
1707         page = virt_to_head_page(x);
1708
1709         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1710 }
1711 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1712
1713 /* Figure out on which slab object the object resides */
1714 static struct page *get_object_page(const void *x)
1715 {
1716         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1717
1718         if (!PageSlab(page))
1719                 return NULL;
1720
1721         return page;
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1726  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1727  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1728  * another.
1729  *
1730  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1731  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1732  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1733  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1734  * locking overhead.
1735  */
1736
1737 /*
1738  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1739  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1740  * and increases the number of allocations possible without having to
1741  * take the list_lock.
1742  */
1743 static int slub_min_order;
1744 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1745 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1746
1747 /*
1748  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1749  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1750  */
1751 static int slub_nomerge;
1752
1753 /*
1754  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1755  *
1756  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1757  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1758  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1759  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1760  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1761  * would be wasted.
1762  *
1763  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1764  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1765  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1766  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1767  *
1768  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1769  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1770  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1771  * of space in favor of a small page order.
1772  *
1773  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1774  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1775  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1776  * the smallest order which will fit the object.
1777  */
1778 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1779                                 int max_order, int fract_leftover)
1780 {
1781         int order;
1782         int rem;
1783         int min_order = slub_min_order;
1784
1785         for (order = max(min_order,
1786                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1787                         order <= max_order; order++) {
1788
1789                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1790
1791                 if (slab_size < min_objects * size)
1792                         continue;
1793
1794                 rem = slab_size % size;
1795
1796                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1797                         break;
1798
1799         }
1800
1801         return order;
1802 }
1803
1804 static inline int calculate_order(int size)
1805 {
1806         int order;
1807         int min_objects;
1808         int fraction;
1809
1810         /*
1811          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1812          * works by first attempting to generate a layout with
1813          * the best configuration and backing off gradually.
1814          *
1815          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1816          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1817          */
1818         min_objects = slub_min_objects;
1819         while (min_objects > 1) {
1820                 fraction = 8;
1821                 while (fraction >= 4) {
1822                         order = slab_order(size, min_objects,
1823                                                 slub_max_order, fraction);
1824                         if (order <= slub_max_order)
1825                                 return order;
1826                         fraction /= 2;
1827                 }
1828                 min_objects /= 2;
1829         }
1830
1831         /*
1832          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1833          * lets see if we can place a single object there.
1834          */
1835         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1836         if (order <= slub_max_order)
1837                 return order;
1838
1839         /*
1840          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1841          */
1842         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1843         if (order <= MAX_ORDER)
1844                 return order;
1845         return -ENOSYS;
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1850  */
1851 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1852                 unsigned long align, unsigned long size)
1853 {
1854         /*
1855          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1856          * suggestion if the object is sufficiently large.
1857          *
1858          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1859          * alignment though. If that is greater then use it.
1860          */
1861         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1862                         size > cache_line_size() / 2)
1863                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1864
1865         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1866                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1867
1868         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1869 }
1870
1871 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1872                         struct kmem_cache_cpu *c)
1873 {
1874         c->page = NULL;
1875         c->freelist = NULL;
1876         c->node = 0;
1877         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1878         c->objsize = s->objsize;
1879 }
1880
1881 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1882 {
1883         n->nr_partial = 0;
1884         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1885         spin_lock_init(&n->list_lock);
1886         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1887 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1888         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1889 #endif
1890 }
1891
1892 #ifdef CONFIG_SMP
1893 /*
1894  * Per cpu array for per cpu structures.
1895  *
1896  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1897  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1898  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1899  * beneficial for the kmalloc caches.
1900  *
1901  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1902  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1903  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1904  *
1905  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1906  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1907  */
1908 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1909
1910 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1911                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1912
1913 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1914 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1915
1916 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1917                                                         int cpu, gfp_t flags)
1918 {
1919         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1920
1921         if (c)
1922                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1923                                 (void *)c->freelist;
1924         else {
1925                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1926                 c = kmalloc_node(
1927                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1928                         flags, cpu_to_node(cpu));
1929                 if (!c)
1930                         return NULL;
1931         }
1932
1933         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1934         return c;
1935 }
1936
1937 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1938 {
1939         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1940                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1941                 kfree(c);
1942                 return;
1943         }
1944         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1945         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1946 }
1947
1948 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1949 {
1950         int cpu;
1951
1952         for_each_online_cpu(cpu) {
1953                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1954
1955                 if (c) {
1956                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1957                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1958                 }
1959         }
1960 }
1961
1962 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1963 {
1964         int cpu;
1965
1966         for_each_online_cpu(cpu) {
1967                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1968
1969                 if (c)
1970                         continue;
1971
1972                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1973                 if (!c) {
1974                         free_kmem_cache_cpus(s);
1975                         return 0;
1976                 }
1977                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1978         }
1979         return 1;
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Initialize the per cpu array.
1984  */
1985 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1986 {
1987         int i;
1988
1989         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1990                 return;
1991
1992         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1993                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1994
1995         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1996 }
1997
1998 static void __init init_alloc_cpu(void)
1999 {
2000         int cpu;
2001
2002         for_each_online_cpu(cpu)
2003                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2004   }
2005
2006 #else
2007 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2008 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2009
2010 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2011 {
2012         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2013         return 1;
2014 }
2015 #endif
2016
2017 #ifdef CONFIG_NUMA
2018 /*
2019  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2020  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2021  * possible.
2022  *
2023  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2024  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2025  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2026  */
2027 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2028                                                            int node)
2029 {
2030         struct page *page;
2031         struct kmem_cache_node *n;
2032         unsigned long flags;
2033
2034         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2035
2036         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2037
2038         BUG_ON(!page);
2039         if (page_to_nid(page) != node) {
2040                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2041                                 "node %d\n", node);
2042                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2043                                 "in order to be able to continue\n");
2044         }
2045
2046         n = page->freelist;
2047         BUG_ON(!n);
2048         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2049         page->inuse++;
2050         kmalloc_caches->node[node] = n;
2051 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2052         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2053         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2054 #endif
2055         init_kmem_cache_node(n);
2056         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2057
2058         /*
2059          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2060          * so even though there cannot be a race this early in
2061          * the boot sequence, we still disable irqs.
2062          */
2063         local_irq_save(flags);
2064         add_partial(n, page, 0);
2065         local_irq_restore(flags);
2066         return n;
2067 }
2068
2069 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2070 {
2071         int node;
2072
2073         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2074                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2075                 if (n && n != &s->local_node)
2076                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2077                 s->node[node] = NULL;
2078         }
2079 }
2080
2081 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2082 {
2083         int node;
2084         int local_node;
2085
2086         if (slab_state >= UP)
2087                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2088         else
2089                 local_node = 0;
2090
2091         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2092                 struct kmem_cache_node *n;
2093
2094                 if (local_node == node)
2095                         n = &s->local_node;
2096                 else {
2097                         if (slab_state == DOWN) {
2098                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2099                                                                 node);
2100                                 continue;
2101                         }
2102                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2103                                                         gfpflags, node);
2104
2105                         if (!n) {
2106                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2107                                 return 0;
2108                         }
2109
2110                 }
2111                 s->node[node] = n;
2112                 init_kmem_cache_node(n);
2113         }
2114         return 1;
2115 }
2116 #else
2117 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2118 {
2119 }
2120
2121 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2122 {
2123         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2124         return 1;
2125 }
2126 #endif
2127
2128 /*
2129  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2130  * a slab object.
2131  */
2132 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2133 {
2134         unsigned long flags = s->flags;
2135         unsigned long size = s->objsize;
2136         unsigned long align = s->align;
2137
2138         /*
2139          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2140          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2141          * the possible location of the free pointer.
2142          */
2143         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2144
2145 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2146         /*
2147          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2148          * the slab may touch the object after free or before allocation
2149          * then we should never poison the object itself.
2150          */
2151         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2152                         !s->ctor)
2153                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2154         else
2155                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2156
2157
2158         /*
2159          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2160          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2161          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2162          */
2163         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2164                 size += sizeof(void *);
2165 #endif
2166
2167         /*
2168          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2169          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2170          */
2171         s->inuse = size;
2172
2173         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2174                 s->ctor)) {
2175                 /*
2176                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2177                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2178                  * kmem_cache_free.
2179                  *
2180                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2181                  * destructor or are poisoning the objects.
2182                  */
2183                 s->offset = size;
2184                 size += sizeof(void *);
2185         }
2186
2187 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2188         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2189                 /*
2190                  * Need to store information about allocs and frees after
2191                  * the object.
2192                  */
2193                 size += 2 * sizeof(struct track);
2194
2195         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2196                 /*
2197                  * Add some empty padding so that we can catch
2198                  * overwrites from earlier objects rather than let
2199                  * tracking information or the free pointer be
2200                  * corrupted if an user writes before the start
2201                  * of the object.
2202                  */
2203                 size += sizeof(void *);
2204 #endif
2205
2206         /*
2207          * Determine the alignment based on various parameters that the
2208          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2209          * on bootup.
2210          */
2211         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2212
2213         /*
2214          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2215          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2216          * each object to conform to the alignment.
2217          */
2218         size = ALIGN(size, align);
2219         s->size = size;
2220
2221         if ((flags & __KMALLOC_CACHE) &&
2222                         PAGE_SIZE / size < slub_min_objects) {
2223                 /*
2224                  * Kmalloc cache that would not have enough objects in
2225                  * an order 0 page. Kmalloc slabs can fallback to
2226                  * page allocator order 0 allocs so take a reasonably large
2227                  * order that will allows us a good number of objects.
2228                  */
2229                 s->order = max(slub_max_order, PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
2230                 s->flags |= __PAGE_ALLOC_FALLBACK;
2231                 s->allocflags |= __GFP_NOWARN;
2232         } else
2233                 s->order = calculate_order(size);
2234
2235         if (s->order < 0)
2236                 return 0;
2237
2238         s->allocflags = 0;
2239         if (s->order)
2240                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2241
2242         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2243                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2244
2245         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2246                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2247
2248         /*
2249          * Determine the number of objects per slab
2250          */
2251         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2252
2253         return !!s->objects;
2254
2255 }
2256
2257 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2258                 const char *name, size_t size,
2259                 size_t align, unsigned long flags,
2260                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2261 {
2262         memset(s, 0, kmem_size);
2263         s->name = name;
2264         s->ctor = ctor;
2265         s->objsize = size;
2266         s->align = align;
2267         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2268
2269         if (!calculate_sizes(s))
2270                 goto error;
2271
2272         s->refcount = 1;
2273 #ifdef CONFIG_NUMA
2274         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2275 #endif
2276         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2277                 goto error;
2278
2279         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2280                 return 1;
2281         free_kmem_cache_nodes(s);
2282 error:
2283         if (flags & SLAB_PANIC)
2284                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2285                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2286                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2287                         s->offset, flags);
2288         return 0;
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Check if a given pointer is valid
2293  */
2294 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2295 {
2296         struct page *page;
2297
2298         page = get_object_page(object);
2299
2300         if (!page || s != page->slab)
2301                 /* No slab or wrong slab */
2302                 return 0;
2303
2304         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2305                 return 0;
2306
2307         /*
2308          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2309          * But this would be too expensive and it seems that the main
2310          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2311          * to a certain slab.
2312          */
2313         return 1;
2314 }
2315 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2316
2317 /*
2318  * Determine the size of a slab object
2319  */
2320 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2321 {
2322         return s->objsize;
2323 }
2324 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2325
2326 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2327 {
2328         return s->name;
2329 }
2330 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2331
2332 /*
2333  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2334  * were unable to free.
2335  */
2336 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2337                         struct list_head *list)
2338 {
2339         int slabs_inuse = 0;
2340         unsigned long flags;
2341         struct page *page, *h;
2342
2343         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2344         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2345                 if (!page->inuse) {
2346                         list_del(&page->lru);
2347                         discard_slab(s, page);
2348                 } else
2349                         slabs_inuse++;
2350         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2351         return slabs_inuse;
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Release all resources used by a slab cache.
2356  */
2357 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2358 {
2359         int node;
2360
2361         flush_all(s);
2362
2363         /* Attempt to free all objects */
2364         free_kmem_cache_cpus(s);
2365         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2366                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2367
2368                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2369                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2370                         return 1;
2371         }
2372         free_kmem_cache_nodes(s);
2373         return 0;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2378  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2379  */
2380 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2381 {
2382         down_write(&slub_lock);
2383         s->refcount--;
2384         if (!s->refcount) {
2385                 list_del(&s->list);
2386                 up_write(&slub_lock);
2387                 if (kmem_cache_close(s))
2388                         WARN_ON(1);
2389                 sysfs_slab_remove(s);
2390         } else
2391                 up_write(&slub_lock);
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2394
2395 /********************************************************************
2396  *              Kmalloc subsystem
2397  *******************************************************************/
2398
2399 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1] __cacheline_aligned;
2400 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2401
2402 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2403 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT + 1];
2404 #endif
2405
2406 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2407 {
2408         get_option(&str, &slub_min_order);
2409
2410         return 1;
2411 }
2412
2413 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2414
2415 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2416 {
2417         get_option(&str, &slub_max_order);
2418
2419         return 1;
2420 }
2421
2422 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2423
2424 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2425 {
2426         get_option(&str, &slub_min_objects);
2427
2428         return 1;
2429 }
2430
2431 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2432
2433 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2434 {
2435         slub_nomerge = 1;
2436         return 1;
2437 }
2438
2439 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2440
2441 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2442                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2443 {
2444         unsigned int flags = 0;
2445
2446         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2447                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2448
2449         down_write(&slub_lock);
2450         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2451                         flags | __KMALLOC_CACHE, NULL))
2452                 goto panic;
2453
2454         list_add(&s->list, &slab_caches);
2455         up_write(&slub_lock);
2456         if (sysfs_slab_add(s))
2457                 goto panic;
2458         return s;
2459
2460 panic:
2461         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2462 }
2463
2464 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2465
2466 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2467 {
2468         struct kmem_cache *s;
2469
2470         down_write(&slub_lock);
2471         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2472                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2473                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2474                         sysfs_slab_add(s);
2475                 }
2476         }
2477         up_write(&slub_lock);
2478 }
2479
2480 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2481
2482 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2483 {
2484         struct kmem_cache *s;
2485         char *text;
2486         size_t realsize;
2487
2488         s = kmalloc_caches_dma[index];
2489         if (s)
2490                 return s;
2491
2492         /* Dynamically create dma cache */
2493         if (flags & __GFP_WAIT)
2494                 down_write(&slub_lock);
2495         else {
2496                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2497                         goto out;
2498         }
2499
2500         if (kmalloc_caches_dma[index])
2501                 goto unlock_out;
2502
2503         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2504         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2505                          (unsigned int)realsize);
2506         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2507
2508         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2509                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2510                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2511                 kfree(s);
2512                 kfree(text);
2513                 goto unlock_out;
2514         }
2515
2516         list_add(&s->list, &slab_caches);
2517         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2518
2519         schedule_work(&sysfs_add_work);
2520
2521 unlock_out:
2522         up_write(&slub_lock);
2523 out:
2524         return kmalloc_caches_dma[index];
2525 }
2526 #endif
2527
2528 /*
2529  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2530  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2531  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2532  * fls.
2533  */
2534 static s8 size_index[24] = {
2535         3,      /* 8 */
2536         4,      /* 16 */
2537         5,      /* 24 */
2538         5,      /* 32 */
2539         6,      /* 40 */
2540         6,      /* 48 */
2541         6,      /* 56 */
2542         6,      /* 64 */
2543         1,      /* 72 */
2544         1,      /* 80 */
2545         1,      /* 88 */
2546         1,      /* 96 */
2547         7,      /* 104 */
2548         7,      /* 112 */
2549         7,      /* 120 */
2550         7,      /* 128 */
2551         2,      /* 136 */
2552         2,      /* 144 */
2553         2,      /* 152 */
2554         2,      /* 160 */
2555         2,      /* 168 */
2556         2,      /* 176 */
2557         2,      /* 184 */
2558         2       /* 192 */
2559 };
2560
2561 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2562 {
2563         int index;
2564
2565         if (size <= 192) {
2566                 if (!size)
2567                         return ZERO_SIZE_PTR;
2568
2569                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2570         } else
2571                 index = fls(size - 1);
2572
2573 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2574         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2575                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2576
2577 #endif
2578         return &kmalloc_caches[index];
2579 }
2580
2581 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2582 {
2583         struct kmem_cache *s;
2584
2585         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2586                 return kmalloc_large(size, flags);
2587
2588         s = get_slab(size, flags);
2589
2590         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2591                 return s;
2592
2593         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2594 }
2595 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2596
2597 #ifdef CONFIG_NUMA
2598 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2599 {
2600         struct kmem_cache *s;
2601
2602         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2603                 return kmalloc_large(size, flags);
2604
2605         s = get_slab(size, flags);
2606
2607         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2608                 return s;
2609
2610         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2611 }
2612 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2613 #endif
2614
2615 size_t ksize(const void *object)
2616 {
2617         struct page *page;
2618         struct kmem_cache *s;
2619
2620         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2621                 return 0;
2622
2623         page = virt_to_head_page(object);
2624
2625         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2626                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2627
2628         s = page->slab;
2629
2630 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2631         /*
2632          * Debugging requires use of the padding between object
2633          * and whatever may come after it.
2634          */
2635         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2636                 return s->objsize;
2637
2638 #endif
2639         /*
2640          * If we have the need to store the freelist pointer
2641          * back there or track user information then we can
2642          * only use the space before that information.
2643          */
2644         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2645                 return s->inuse;
2646         /*
2647          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2648          */
2649         return s->size;
2650 }
2651 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2652
2653 void kfree(const void *x)
2654 {
2655         struct page *page;
2656         void *object = (void *)x;
2657
2658         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2659                 return;
2660
2661         page = virt_to_head_page(x);
2662         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2663                 put_page(page);
2664                 return;
2665         }
2666         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2667 }
2668 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2669
2670 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2671 {
2672         unsigned long flags;
2673         unsigned long x = 0;
2674         struct page *page;
2675
2676         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2677         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2678                 x += page->inuse;
2679         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2680         return x;
2681 }
2682
2683 /*
2684  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2685  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2686  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2687  * and thus they can be removed from the partial lists.
2688  *
2689  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2690  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2691  * are freed in them.
2692  */
2693 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2694 {
2695         int node;
2696         int i;
2697         struct kmem_cache_node *n;
2698         struct page *page;
2699         struct page *t;
2700         struct list_head *slabs_by_inuse =
2701                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2702         unsigned long flags;
2703
2704         if (!slabs_by_inuse)
2705                 return -ENOMEM;
2706
2707         flush_all(s);
2708         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2709                 n = get_node(s, node);
2710
2711                 if (!n->nr_partial)
2712                         continue;
2713
2714                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2715                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2716
2717                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2718
2719                 /*
2720                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2721                  *
2722                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2723                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2724                  */
2725                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2726                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2727                                 /*
2728                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2729                                  * may have freed the last object and be
2730                                  * waiting to release the slab.
2731                                  */
2732                                 list_del(&page->lru);
2733                                 n->nr_partial--;
2734                                 slab_unlock(page);
2735                                 discard_slab(s, page);
2736                         } else {
2737                                 list_move(&page->lru,
2738                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2739                         }
2740                 }
2741
2742                 /*
2743                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2744                  * first and the least used slabs at the end.
2745                  */
2746                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2747                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2748
2749                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2750         }
2751
2752         kfree(slabs_by_inuse);
2753         return 0;
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2756
2757 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2758 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2759 {
2760         struct kmem_cache *s;
2761
2762         down_read(&slub_lock);
2763         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2764                 kmem_cache_shrink(s);
2765         up_read(&slub_lock);
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2771 {
2772         struct kmem_cache_node *n;
2773         struct kmem_cache *s;
2774         struct memory_notify *marg = arg;
2775         int offline_node;
2776
2777         offline_node = marg->status_change_nid;
2778
2779         /*
2780          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2781          * for it yet.
2782          */
2783         if (offline_node < 0)
2784                 return;
2785
2786         down_read(&slub_lock);
2787         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2788                 n = get_node(s, offline_node);
2789                 if (n) {
2790                         /*
2791                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2792                          * that is going down. We were unable to free them,
2793                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2794                          * callback. So, we must fail.
2795                          */
2796                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2797
2798                         s->node[offline_node] = NULL;
2799                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2800                 }
2801         }
2802         up_read(&slub_lock);
2803 }
2804
2805 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2806 {
2807         struct kmem_cache_node *n;
2808         struct kmem_cache *s;
2809         struct memory_notify *marg = arg;
2810         int nid = marg->status_change_nid;
2811         int ret = 0;
2812
2813         /*
2814          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2815          * already created. Nothing to do.
2816          */
2817         if (nid < 0)
2818                 return 0;
2819
2820         /*
2821          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2822          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2823          * online.
2824          */
2825         down_read(&slub_lock);
2826         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2827                 /*
2828                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2829                  *      since memory is not yet available from the node that
2830                  *      is brought up.
2831                  */
2832                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2833                 if (!n) {
2834                         ret = -ENOMEM;
2835                         goto out;
2836                 }
2837                 init_kmem_cache_node(n);
2838                 s->node[nid] = n;
2839         }
2840 out:
2841         up_read(&slub_lock);
2842         return ret;
2843 }
2844
2845 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2846                                 unsigned long action, void *arg)
2847 {
2848         int ret = 0;
2849
2850         switch (action) {
2851         case MEM_GOING_ONLINE:
2852                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2853                 break;
2854         case MEM_GOING_OFFLINE:
2855                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2856                 break;
2857         case MEM_OFFLINE:
2858         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2859                 slab_mem_offline_callback(arg);
2860                 break;
2861         case MEM_ONLINE:
2862         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2863                 break;
2864         }
2865
2866         ret = notifier_from_errno(ret);
2867         return ret;
2868 }
2869
2870 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2871
2872 /********************************************************************
2873  *                      Basic setup of slabs
2874  *******************************************************************/
2875
2876 void __init kmem_cache_init(void)
2877 {
2878         int i;
2879         int caches = 0;
2880
2881         init_alloc_cpu();
2882
2883 #ifdef CONFIG_NUMA
2884         /*
2885          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2886          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2887          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2888          */
2889         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2890                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2891         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2892         caches++;
2893
2894         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2895 #endif
2896
2897         /* Able to allocate the per node structures */
2898         slab_state = PARTIAL;
2899
2900         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2901         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2902                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2903                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2904                 caches++;
2905         }
2906         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2907                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2908                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2909                 caches++;
2910         }
2911
2912         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++) {
2913                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2914                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2915                 caches++;
2916         }
2917
2918
2919         /*
2920          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2921          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2922          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
2923          *
2924          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2925          * handle the index determination for the smaller caches.
2926          *
2927          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2928          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2929          */
2930         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2931                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2932
2933         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2934                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2935
2936         slab_state = UP;
2937
2938         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2939         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++)
2940                 kmalloc_caches[i]. name =
2941                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2942
2943 #ifdef CONFIG_SMP
2944         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2945         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2946                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2947 #else
2948         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2949 #endif
2950
2951         printk(KERN_INFO
2952                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2953                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2954                 caches, cache_line_size(),
2955                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2956                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2957 }
2958
2959 /*
2960  * Find a mergeable slab cache
2961  */
2962 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2963 {
2964         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2965                 return 1;
2966
2967         if ((s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
2968                 return 1;
2969
2970         if (s->ctor)
2971                 return 1;
2972
2973         /*
2974          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2975          */
2976         if (s->refcount < 0)
2977                 return 1;
2978
2979         return 0;
2980 }
2981
2982 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2983                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2984                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2985 {
2986         struct kmem_cache *s;
2987
2988         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2989                 return NULL;
2990
2991         if (ctor)
2992                 return NULL;
2993
2994         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2995         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2996         size = ALIGN(size, align);
2997         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2998
2999         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3000                 if (slab_unmergeable(s))
3001                         continue;
3002
3003                 if (size > s->size)
3004                         continue;
3005
3006                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3007                                 continue;
3008                 /*
3009                  * Check if alignment is compatible.
3010                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3011                  */
3012                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3013                         continue;
3014
3015                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3016                         continue;
3017
3018                 return s;
3019         }
3020         return NULL;
3021 }
3022
3023 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3024                 size_t align, unsigned long flags,
3025                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3026 {
3027         struct kmem_cache *s;
3028
3029         down_write(&slub_lock);
3030         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3031         if (s) {
3032                 int cpu;
3033
3034                 s->refcount++;
3035                 /*
3036                  * Adjust the object sizes so that we clear
3037                  * the complete object on kzalloc.
3038                  */
3039                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3040
3041                 /*
3042                  * And then we need to update the object size in the
3043                  * per cpu structures
3044                  */
3045                 for_each_online_cpu(cpu)
3046                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3047
3048                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3049                 up_write(&slub_lock);
3050
3051                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
3052                         goto err;
3053                 return s;
3054         }
3055
3056         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3057         if (s) {
3058                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3059                                 size, align, flags, ctor)) {
3060                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3061                         up_write(&slub_lock);
3062                         if (sysfs_slab_add(s))
3063                                 goto err;
3064                         return s;
3065                 }
3066                 kfree(s);
3067         }
3068         up_write(&slub_lock);
3069
3070 err:
3071         if (flags & SLAB_PANIC)
3072                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3073         else
3074                 s = NULL;
3075         return s;
3076 }
3077 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3078
3079 #ifdef CONFIG_SMP
3080 /*
3081  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3082  * necessary.
3083  */
3084 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3085                 unsigned long action, void *hcpu)
3086 {
3087         long cpu = (long)hcpu;
3088         struct kmem_cache *s;
3089         unsigned long flags;
3090
3091         switch (action) {
3092         case CPU_UP_PREPARE:
3093         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3094                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3095                 down_read(&slub_lock);
3096                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3097                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3098                                                         GFP_KERNEL);
3099                 up_read(&slub_lock);
3100                 break;
3101
3102         case CPU_UP_CANCELED:
3103         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3104         case CPU_DEAD:
3105         case CPU_DEAD_FROZEN:
3106                 down_read(&slub_lock);
3107                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3108                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3109
3110                         local_irq_save(flags);
3111                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3112                         local_irq_restore(flags);
3113                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3114                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3115                 }
3116                 up_read(&slub_lock);
3117                 break;
3118         default:
3119                 break;
3120         }
3121         return NOTIFY_OK;
3122 }
3123
3124 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3125         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3126 };
3127
3128 #endif
3129
3130 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3131 {
3132         struct kmem_cache *s;
3133
3134         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3135                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3136
3137         s = get_slab(size, gfpflags);
3138
3139         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3140                 return s;
3141
3142         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3143 }
3144
3145 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3146                                         int node, void *caller)
3147 {
3148         struct kmem_cache *s;
3149
3150         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3151                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3152
3153         s = get_slab(size, gfpflags);
3154
3155         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3156                 return s;
3157
3158         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3159 }
3160
3161 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3162 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3163                                                 unsigned long *map)
3164 {
3165         void *p;
3166         void *addr = page_address(page);
3167
3168         if (!check_slab(s, page) ||
3169                         !on_freelist(s, page, NULL))
3170                 return 0;
3171
3172         /* Now we know that a valid freelist exists */
3173         bitmap_zero(map, s->objects);
3174
3175         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3176                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3177                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3178                         return 0;
3179         }
3180
3181         for_each_object(p, s, addr)
3182                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3183                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3184                                 return 0;
3185         return 1;
3186 }
3187
3188 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3189                                                 unsigned long *map)
3190 {
3191         if (slab_trylock(page)) {
3192                 validate_slab(s, page, map);
3193                 slab_unlock(page);
3194         } else
3195                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3196                         s->name, page);
3197
3198         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3199                 if (!SlabDebug(page))
3200                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3201                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3202         } else {
3203                 if (SlabDebug(page))
3204                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3205                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3206         }
3207 }
3208
3209 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3210                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3211 {
3212         unsigned long count = 0;
3213         struct page *page;
3214         unsigned long flags;
3215
3216         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3217
3218         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3219                 validate_slab_slab(s, page, map);
3220                 count++;
3221         }
3222         if (count != n->nr_partial)
3223                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3224                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3225
3226         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3227                 goto out;
3228
3229         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3230                 validate_slab_slab(s, page, map);
3231                 count++;
3232         }
3233         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3234                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3235                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3236                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3237
3238 out:
3239         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3240         return count;
3241 }
3242
3243 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3244 {
3245         int node;
3246         unsigned long count = 0;
3247         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3248                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3249
3250         if (!map)
3251                 return -ENOMEM;
3252
3253         flush_all(s);
3254         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3255                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3256
3257                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3258         }
3259         kfree(map);
3260         return count;
3261 }
3262
3263 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3264 static void resiliency_test(void)
3265 {
3266         u8 *p;
3267
3268         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3269         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3270         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3271
3272         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3273         p[16] = 0x12;
3274         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3275                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3276
3277         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3278
3279         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3280         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3281         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3282         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3283                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3284         printk(KERN_ERR
3285                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3286
3287         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3288         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3289         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3290         *p = 0x56;
3291         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3292                                                                         p);
3293         printk(KERN_ERR
3294                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3295         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3296
3297         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3298         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3299         kfree(p);
3300         *p = 0x78;
3301         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3302         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3303
3304         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3305         kfree(p);
3306         p[50] = 0x9a;
3307         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3308                         p);
3309         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3310
3311         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3312         kfree(p);
3313         p[512] = 0xab;
3314         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3315         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3316 }
3317 #else
3318 static void resiliency_test(void) {};
3319 #endif
3320
3321 /*
3322  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3323  * and freed.
3324  */
3325
3326 struct location {
3327         unsigned long count;
3328         void *addr;
3329         long long sum_time;
3330         long min_time;
3331         long max_time;
3332         long min_pid;
3333         long max_pid;
3334         cpumask_t cpus;
3335         nodemask_t nodes;
3336 };
3337
3338 struct loc_track {
3339         unsigned long max;
3340         unsigned long count;
3341         struct location *loc;
3342 };
3343
3344 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3345 {
3346         if (t->max)
3347                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3348                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3349 }
3350
3351 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3352 {
3353         struct location *l;
3354         int order;
3355
3356         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3357
3358         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3359         if (!l)
3360                 return 0;
3361
3362         if (t->count) {
3363                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3364                 free_loc_track(t);
3365         }
3366         t->max = max;
3367         t->loc = l;
3368         return 1;
3369 }
3370
3371 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3372                                 const struct track *track)
3373 {
3374         long start, end, pos;
3375         struct location *l;
3376         void *caddr;
3377         unsigned long age = jiffies - track->when;
3378
3379         start = -1;
3380         end = t->count;
3381
3382         for ( ; ; ) {
3383                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3384
3385                 /*
3386                  * There is nothing at "end". If we end up there
3387                  * we need to add something to before end.
3388                  */
3389                 if (pos == end)
3390                         break;
3391
3392                 caddr = t->loc[pos].addr;
3393                 if (track->addr == caddr) {
3394
3395                         l = &t->loc[pos];
3396                         l->count++;
3397                         if (track->when) {
3398                                 l->sum_time += age;
3399                                 if (age < l->min_time)
3400                                         l->min_time = age;
3401                                 if (age > l->max_time)
3402                                         l->max_time = age;
3403
3404                                 if (track->pid < l->min_pid)
3405                                         l->min_pid = track->pid;
3406                                 if (track->pid > l->max_pid)
3407                                         l->max_pid = track->pid;
3408
3409                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3410                         }
3411                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3412                         return 1;
3413                 }
3414
3415                 if (track->addr < caddr)
3416                         end = pos;
3417                 else
3418                         start = pos;
3419         }
3420
3421         /*
3422          * Not found. Insert new tracking element.
3423          */
3424         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3425                 return 0;
3426
3427         l = t->loc + pos;
3428         if (pos < t->count)
3429                 memmove(l + 1, l,
3430                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3431         t->count++;
3432         l->count = 1;
3433         l->addr = track->addr;
3434         l->sum_time = age;
3435         l->min_time = age;
3436         l->max_time = age;
3437         l->min_pid = track->pid;
3438         l->max_pid = track->pid;
3439         cpus_clear(l->cpus);
3440         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3441         nodes_clear(l->nodes);
3442         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3443         return 1;
3444 }
3445
3446 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3447                 struct page *page, enum track_item alloc)
3448 {
3449         void *addr = page_address(page);
3450         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3451         void *p;
3452
3453         bitmap_zero(map, s->objects);
3454         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3455                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3456
3457         for_each_object(p, s, addr)
3458                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3459                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3460 }
3461
3462 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3463                                         enum track_item alloc)
3464 {
3465         int len = 0;
3466         unsigned long i;
3467         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3468         int node;
3469
3470         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3471                         GFP_TEMPORARY))
3472                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3473
3474         /* Push back cpu slabs */
3475         flush_all(s);
3476
3477         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3478                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3479                 unsigned long flags;
3480                 struct page *page;
3481
3482                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3483                         continue;
3484
3485                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3486                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3487                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3488                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3489                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3490                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3491         }
3492
3493         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3494                 struct location *l = &t.loc[i];
3495
3496                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3497                         break;
3498                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3499
3500                 if (l->addr)
3501                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3502                 else
3503                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3504
3505                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3506                         unsigned long remainder;
3507
3508                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3509                         l->min_time,
3510                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3511                         l->max_time);
3512                 } else
3513                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3514                                 l->min_time);
3515
3516                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3517                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3518                                 l->min_pid, l->max_pid);
3519                 else
3520                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3521                                 l->min_pid);
3522
3523                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3524                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3525                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3526                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3527                                         l->cpus);
3528                 }
3529
3530                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3531                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3532                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3533                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3534                                         l->nodes);
3535                 }
3536
3537                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3538         }
3539
3540         free_loc_track(&t);
3541         if (!t.count)
3542                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3543         return len;
3544 }
3545
3546 enum slab_stat_type {
3547         SL_FULL,
3548         SL_PARTIAL,
3549         SL_CPU,
3550         SL_OBJECTS
3551 };
3552
3553 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3554 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3555 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3556 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3557
3558 static unsigned long show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3559                         char *buf, unsigned long flags)
3560 {
3561         unsigned long total = 0;
3562         int cpu;
3563         int node;
3564         int x;
3565         unsigned long *nodes;
3566         unsigned long *per_cpu;
3567
3568         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3569         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3570
3571         for_each_possible_cpu(cpu) {
3572                 struct page *page;
3573                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3574
3575                 if (!c)
3576                         continue;
3577
3578                 page = c->page;
3579                 node = c->node;
3580                 if (node < 0)
3581                         continue;
3582                 if (page) {
3583                         if (flags & SO_CPU) {
3584                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3585                                         x = page->inuse;
3586                                 else
3587                                         x = 1;
3588                                 total += x;
3589                                 nodes[node] += x;
3590                         }
3591                         per_cpu[node]++;
3592                 }
3593         }
3594
3595         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3596                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3597
3598                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3599                         if (flags & SO_OBJECTS)
3600                                 x = count_partial(n);
3601                         else
3602                                 x = n->nr_partial;
3603                         total += x;
3604                         nodes[node] += x;
3605                 }
3606
3607                 if (flags & SO_FULL) {
3608                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3609                                         - per_cpu[node]
3610                                         - n->nr_partial;
3611
3612                         if (flags & SO_OBJECTS)
3613                                 x = full_slabs * s->objects;
3614                         else
3615                                 x = full_slabs;
3616                         total += x;
3617                         nodes[node] += x;
3618                 }
3619         }
3620
3621         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3622 #ifdef CONFIG_NUMA
3623         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3624                 if (nodes[node])
3625                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3626                                         node, nodes[node]);
3627 #endif
3628         kfree(nodes);
3629         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3630 }
3631
3632 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3633 {
3634         int node;
3635         int cpu;
3636
3637         for_each_possible_cpu(cpu) {
3638                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3639
3640                 if (c && c->page)
3641                         return 1;
3642         }
3643
3644         for_each_online_node(node) {
3645                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3646
3647                 if (!n)
3648                         continue;
3649
3650                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3651                         return 1;
3652         }
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3657 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3658
3659 struct slab_attribute {
3660         struct attribute attr;
3661         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3662         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3663 };
3664
3665 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3666         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3667
3668 #define SLAB_ATTR(_name) \
3669         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3670         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3671
3672 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3673 {
3674         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3675 }
3676 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3677
3678 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3679 {
3680         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3681 }
3682 SLAB_ATTR_RO(align);
3683
3684 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3685 {
3686         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3687 }
3688 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3689
3690 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3691 {
3692         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3693 }
3694 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3695
3696 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3697 {
3698         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3699 }
3700 SLAB_ATTR_RO(order);
3701
3702 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3703 {
3704         if (s->ctor) {
3705                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3706
3707                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3708         }
3709         return 0;
3710 }
3711 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3712
3713 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3714 {
3715         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3716 }
3717 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3718
3719 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3720 {
3721         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3722 }
3723 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3724
3725 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3726 {
3727         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3728 }
3729 SLAB_ATTR_RO(partial);
3730
3731 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3732 {
3733         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3734 }
3735 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3736
3737 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3738 {
3739         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3740 }
3741 SLAB_ATTR_RO(objects);
3742
3743 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3744 {
3745         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3746 }
3747
3748 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3749                                 const char *buf, size_t length)
3750 {
3751         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3752         if (buf[0] == '1')
3753                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3754         return length;
3755 }
3756 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3757
3758 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3759 {
3760         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3761 }
3762
3763 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3764                                                         size_t length)
3765 {
3766         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3767         if (buf[0] == '1')
3768                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3769         return length;
3770 }
3771 SLAB_ATTR(trace);
3772
3773 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3774 {
3775         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3776 }
3777
3778 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3779                                 const char *buf, size_t length)
3780 {
3781         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3782         if (buf[0] == '1')
3783                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3784         return length;
3785 }
3786 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3787
3788 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3789 {
3790         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3791 }
3792 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3793
3794 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3795 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3796 {
3797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3798 }
3799 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3800 #endif
3801
3802 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3803 {
3804         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3805 }
3806 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3807
3808 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3809 {
3810         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3811 }
3812
3813 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3814                                 const char *buf, size_t length)
3815 {
3816         if (any_slab_objects(s))
3817                 return -EBUSY;
3818
3819         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3820         if (buf[0] == '1')
3821                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3822         calculate_sizes(s);
3823         return length;
3824 }
3825 SLAB_ATTR(red_zone);
3826
3827 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3828 {
3829         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3830 }
3831
3832 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3833                                 const char *buf, size_t length)
3834 {
3835         if (any_slab_objects(s))
3836                 return -EBUSY;
3837
3838         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3839         if (buf[0] == '1')
3840                 s->flags |= SLAB_POISON;
3841         calculate_sizes(s);
3842         return length;
3843 }
3844 SLAB_ATTR(poison);
3845
3846 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3847 {
3848         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3849 }
3850
3851 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3852                                 const char *buf, size_t length)
3853 {
3854         if (any_slab_objects(s))
3855                 return -EBUSY;
3856
3857         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3858         if (buf[0] == '1')
3859                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3860         calculate_sizes(s);
3861         return length;
3862 }
3863 SLAB_ATTR(store_user);
3864
3865 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3866 {
3867         return 0;
3868 }
3869
3870 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3871                         const char *buf, size_t length)
3872 {
3873         int ret = -EINVAL;
3874
3875         if (buf[0] == '1') {
3876                 ret = validate_slab_cache(s);
3877                 if (ret >= 0)
3878                         ret = length;
3879         }
3880         return ret;
3881 }
3882 SLAB_ATTR(validate);
3883
3884 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3885 {
3886         return 0;
3887 }
3888
3889 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3890                         const char *buf, size_t length)
3891 {
3892         if (buf[0] == '1') {
3893                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3894
3895                 if (rc)
3896                         return rc;
3897         } else
3898                 return -EINVAL;
3899         return length;
3900 }
3901 SLAB_ATTR(shrink);
3902
3903 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3904 {
3905         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3906                 return -ENOSYS;
3907         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3908 }
3909 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3910
3911 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3912 {
3913         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3914                 return -ENOSYS;
3915         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3916 }
3917 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3918
3919 #ifdef CONFIG_NUMA
3920 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3921 {
3922         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3923 }
3924
3925 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3926                                 const char *buf, size_t length)
3927 {
3928         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3929
3930         if (n < 100)
3931                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3932         return length;
3933 }
3934 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3935 #endif
3936
3937 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
3938 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
3939 {
3940         unsigned long sum  = 0;
3941         int cpu;
3942         int len;
3943         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
3944
3945         if (!data)
3946                 return -ENOMEM;
3947
3948         for_each_online_cpu(cpu) {
3949                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
3950
3951                 data[cpu] = x;
3952                 sum += x;
3953         }
3954
3955         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
3956
3957         for_each_online_cpu(cpu) {
3958                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
3959                         len += sprintf(buf + len, " c%d=%u", cpu, data[cpu]);
3960         }
3961         kfree(data);
3962         return len + sprintf(buf + len, "\n");
3963 }
3964
3965 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
3966 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
3967 {                                                               \
3968         return show_stat(s, buf, si);                           \
3969 }                                                               \
3970 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
3971
3972 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
3973 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
3974 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
3975 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
3976 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
3977 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
3978 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
3979 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
3980 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
3981 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
3982 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
3983 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
3984 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
3985 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
3986 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
3987 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
3988 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
3989
3990 #endif
3991
3992 static struct attribute *slab_attrs[] = {
3993         &slab_size_attr.attr,
3994         &object_size_attr.attr,
3995         &objs_per_slab_attr.attr,
3996         &order_attr.attr,
3997         &objects_attr.attr,
3998         &slabs_attr.attr,
3999         &partial_attr.attr,
4000         &cpu_slabs_attr.attr,
4001         &ctor_attr.attr,
4002         &aliases_attr.attr,
4003         &align_attr.attr,
4004         &sanity_checks_attr.attr,
4005         &trace_attr.attr,
4006         &hwcache_align_attr.attr,
4007         &reclaim_account_attr.attr,
4008         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4009         &red_zone_attr.attr,
4010         &poison_attr.attr,
4011         &store_user_attr.attr,
4012         &validate_attr.attr,
4013         &shrink_attr.attr,
4014         &alloc_calls_attr.attr,
4015         &free_calls_attr.attr,
4016 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4017         &cache_dma_attr.attr,
4018 #endif
4019 #ifdef CONFIG_NUMA
4020         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4021 #endif
4022 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4023         &alloc_fastpath_attr.attr,
4024         &alloc_slowpath_attr.attr,
4025         &free_fastpath_attr.attr,
4026         &free_slowpath_attr.attr,
4027         &free_frozen_attr.attr,
4028         &free_add_partial_attr.attr,
4029         &free_remove_partial_attr.attr,
4030         &alloc_from_partial_attr.attr,
4031         &alloc_slab_attr.attr,
4032         &alloc_refill_attr.attr,
4033         &free_slab_attr.attr,
4034         &cpuslab_flush_attr.attr,
4035         &deactivate_full_attr.attr,
4036         &deactivate_empty_attr.attr,
4037         &deactivate_to_head_attr.attr,
4038         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4039         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4040 #endif
4041         NULL
4042 };
4043
4044 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4045         .attrs = slab_attrs,
4046 };
4047
4048 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4049                                 struct attribute *attr,
4050                                 char *buf)
4051 {
4052         struct slab_attribute *attribute;
4053         struct kmem_cache *s;
4054         int err;
4055
4056         attribute = to_slab_attr(attr);
4057         s = to_slab(kobj);
4058
4059         if (!attribute->show)
4060                 return -EIO;
4061
4062         err = attribute->show(s, buf);
4063
4064         return err;
4065 }
4066
4067 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4068                                 struct attribute *attr,
4069                                 const char *buf, size_t len)
4070 {
4071         struct slab_attribute *attribute;
4072         struct kmem_cache *s;
4073         int err;
4074
4075         attribute = to_slab_attr(attr);
4076         s = to_slab(kobj);
4077
4078         if (!attribute->store)
4079                 return -EIO;
4080
4081         err = attribute->store(s, buf, len);
4082
4083         return err;
4084 }
4085
4086 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4087 {
4088         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4089
4090         kfree(s);
4091 }
4092
4093 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4094         .show = slab_attr_show,
4095         .store = slab_attr_store,
4096 };
4097
4098 static struct kobj_type slab_ktype = {
4099         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4100         .release = kmem_cache_release
4101 };
4102
4103 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4104 {
4105         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4106
4107         if (ktype == &slab_ktype)
4108                 return 1;
4109         return 0;
4110 }
4111
4112 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4113         .filter = uevent_filter,
4114 };
4115
4116 static struct kset *slab_kset;
4117
4118 #define ID_STR_LENGTH 64
4119
4120 /* Create a unique string id for a slab cache:
4121  *
4122  * Format       :[flags-]size
4123  */
4124 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4125 {
4126         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4127         char *p = name;
4128
4129         BUG_ON(!name);
4130
4131         *p++ = ':';
4132         /*
4133          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4134          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4135          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4136          * are matched during merging to guarantee that the id is
4137          * unique.
4138          */
4139         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4140                 *p++ = 'd';
4141         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4142                 *p++ = 'a';
4143         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4144                 *p++ = 'F';
4145         if (p != name + 1)
4146                 *p++ = '-';
4147         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4148         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4149         return name;
4150 }
4151
4152 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4153 {
4154         int err;
4155         const char *name;
4156         int unmergeable;
4157
4158         if (slab_state < SYSFS)
4159                 /* Defer until later */
4160                 return 0;
4161
4162         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4163         if (unmergeable) {
4164                 /*
4165                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4166                  * This is typically the case for debug situations. In that
4167                  * case we can catch duplicate names easily.
4168                  */
4169                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4170                 name = s->name;
4171         } else {
4172                 /*
4173                  * Create a unique name for the slab as a target
4174                  * for the symlinks.
4175                  */
4176                 name = create_unique_id(s);
4177         }
4178
4179         s->kobj.kset = slab_kset;
4180         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4181         if (err) {
4182                 kobject_put(&s->kobj);
4183                 return err;
4184         }
4185
4186         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4187         if (err)
4188                 return err;
4189         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4190         if (!unmergeable) {
4191                 /* Setup first alias */
4192                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4193                 kfree(name);
4194         }
4195         return 0;
4196 }
4197
4198 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4199 {
4200         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4201         kobject_del(&s->kobj);
4202         kobject_put(&s->kobj);
4203 }
4204
4205 /*
4206  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4207  * available lest we loose that information.
4208  */
4209 struct saved_alias {
4210         struct kmem_cache *s;
4211         const char *name;
4212         struct saved_alias *next;
4213 };
4214
4215 static struct saved_alias *alias_list;
4216
4217 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4218 {
4219         struct saved_alias *al;
4220
4221         if (slab_state == SYSFS) {
4222                 /*
4223                  * If we have a leftover link then remove it.
4224                  */
4225                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4226                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4227         }
4228
4229         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4230         if (!al)
4231                 return -ENOMEM;
4232
4233         al->s = s;
4234         al->name = name;
4235         al->next = alias_list;
4236         alias_list = al;
4237         return 0;
4238 }
4239
4240 static int __init slab_sysfs_init(void)
4241 {
4242         struct kmem_cache *s;
4243         int err;
4244
4245         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4246         if (!slab_kset) {
4247                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4248                 return -ENOSYS;
4249         }
4250
4251         slab_state = SYSFS;
4252
4253         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4254                 err = sysfs_slab_add(s);
4255                 if (err)
4256                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4257                                                 " to sysfs\n", s->name);
4258         }
4259
4260         while (alias_list) {
4261                 struct saved_alias *al = alias_list;
4262
4263                 alias_list = alias_list->next;
4264                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4265                 if (err)
4266                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4267                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4268                 kfree(al);
4269         }
4270
4271         resiliency_test();
4272         return 0;
4273 }
4274
4275 __initcall(slab_sysfs_init);
4276 #endif
4277
4278 /*
4279  * The /proc/slabinfo ABI
4280  */
4281 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4282
4283 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4284                        size_t count, loff_t *ppos)
4285 {
4286         return -EINVAL;
4287 }
4288
4289
4290 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4291 {
4292         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4293         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4294                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4295         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4296         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4297         seq_putc(m, '\n');
4298 }
4299
4300 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4301 {
4302         loff_t n = *pos;
4303
4304         down_read(&slub_lock);
4305         if (!n)
4306                 print_slabinfo_header(m);
4307
4308         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4309 }
4310
4311 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4312 {
4313         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4314 }
4315
4316 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4317 {
4318         up_read(&slub_lock);
4319 }
4320
4321 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4322 {
4323         unsigned long nr_partials = 0;
4324         unsigned long nr_slabs = 0;
4325         unsigned long nr_inuse = 0;
4326         unsigned long nr_objs;
4327         struct kmem_cache *s;
4328         int node;
4329
4330         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4331
4332         for_each_online_node(node) {
4333                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4334
4335                 if (!n)
4336                         continue;
4337
4338                 nr_partials += n->nr_partial;
4339                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4340                 nr_inuse += count_partial(n);
4341         }
4342
4343         nr_objs = nr_slabs * s->objects;
4344         nr_inuse += (nr_slabs - nr_partials) * s->objects;
4345
4346         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4347                    nr_objs, s->size, s->objects, (1 << s->order));
4348         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4349         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4350                    0UL);
4351         seq_putc(m, '\n');
4352         return 0;
4353 }
4354
4355 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4356         .start = s_start,
4357         .next = s_next,
4358         .stop = s_stop,
4359         .show = s_show,
4360 };
4361
4362 #endif /* CONFIG_SLABINFO */