SLUB: Do not use page->mapping
[linux-2.6] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
144  *
145  * - Variable sizing of the per node arrays
146  */
147
148 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
149 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
150
151 #if PAGE_SHIFT <= 12
152
153 /*
154  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
155  */
156 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
157 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
158
159 #else
160
161 /*
162  * Large page machines are customarily able to handle larger
163  * page orders.
164  */
165 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
166 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
167
168 #endif
169
170 /*
171  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
172  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
173  */
174 #define MIN_PARTIAL 2
175
176 /*
177  * Maximum number of desirable partial slabs.
178  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
179  * sort the partial list by the number of objects in the.
180  */
181 #define MAX_PARTIAL 10
182
183 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
184                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
185
186 /*
187  * Set of flags that will prevent slab merging
188  */
189 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
190                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
191
192 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
193                 SLAB_CACHE_DMA)
194
195 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
196 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
197 #endif
198
199 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
200 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
201 #endif
202
203 /*
204  * The page->inuse field is 16 bit thus we have this limitation
205  */
206 #define MAX_OBJECTS_PER_SLAB 65535
207
208 /* Internal SLUB flags */
209 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
210 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
211
212 /* Not all arches define cache_line_size */
213 #ifndef cache_line_size
214 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
215 #endif
216
217 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
218
219 #ifdef CONFIG_SMP
220 static struct notifier_block slab_notifier;
221 #endif
222
223 static enum {
224         DOWN,           /* No slab functionality available */
225         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
226         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
227         SYSFS           /* Sysfs up */
228 } slab_state = DOWN;
229
230 /* A list of all slab caches on the system */
231 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
232 static LIST_HEAD(slab_caches);
233
234 /*
235  * Tracking user of a slab.
236  */
237 struct track {
238         void *addr;             /* Called from address */
239         int cpu;                /* Was running on cpu */
240         int pid;                /* Pid context */
241         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
242 };
243
244 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
245
246 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
247 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
248 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
249 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
250 #else
251 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
252 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
253                                                         { return 0; }
254 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
255 #endif
256
257 /********************************************************************
258  *                      Core slab cache functions
259  *******************************************************************/
260
261 int slab_is_available(void)
262 {
263         return slab_state >= UP;
264 }
265
266 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
267 {
268 #ifdef CONFIG_NUMA
269         return s->node[node];
270 #else
271         return &s->local_node;
272 #endif
273 }
274
275 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
276 {
277         return &s->cpu_slab[cpu];
278 }
279
280 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
281                                 struct page *page, const void *object)
282 {
283         void *base;
284
285         if (!object)
286                 return 1;
287
288         base = page_address(page);
289         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
290                 (object - base) % s->size) {
291                 return 0;
292         }
293
294         return 1;
295 }
296
297 /*
298  * Slow version of get and set free pointer.
299  *
300  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
301  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
302  * from the page struct.
303  */
304 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
305 {
306         return *(void **)(object + s->offset);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         *(void **)(object + s->offset) = fp;
312 }
313
314 /* Loop over all objects in a slab */
315 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
316         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
317                         __p += (__s)->size)
318
319 /* Scan freelist */
320 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
321         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
322
323 /* Determine object index from a given position */
324 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
325 {
326         return (p - addr) / s->size;
327 }
328
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
330 /*
331  * Debug settings:
332  */
333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
334 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
335 #else
336 static int slub_debug;
337 #endif
338
339 static char *slub_debug_slabs;
340
341 /*
342  * Object debugging
343  */
344 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
345 {
346         int i, offset;
347         int newline = 1;
348         char ascii[17];
349
350         ascii[16] = 0;
351
352         for (i = 0; i < length; i++) {
353                 if (newline) {
354                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
355                         newline = 0;
356                 }
357                 printk(" %02x", addr[i]);
358                 offset = i % 16;
359                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
360                 if (offset == 15) {
361                         printk(" %s\n",ascii);
362                         newline = 1;
363                 }
364         }
365         if (!newline) {
366                 i %= 16;
367                 while (i < 16) {
368                         printk("   ");
369                         ascii[i] = ' ';
370                         i++;
371                 }
372                 printk(" %s\n", ascii);
373         }
374 }
375
376 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
377         enum track_item alloc)
378 {
379         struct track *p;
380
381         if (s->offset)
382                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
383         else
384                 p = object + s->inuse;
385
386         return p + alloc;
387 }
388
389 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
390                                 enum track_item alloc, void *addr)
391 {
392         struct track *p;
393
394         if (s->offset)
395                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
396         else
397                 p = object + s->inuse;
398
399         p += alloc;
400         if (addr) {
401                 p->addr = addr;
402                 p->cpu = smp_processor_id();
403                 p->pid = current ? current->pid : -1;
404                 p->when = jiffies;
405         } else
406                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
407 }
408
409 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
410 {
411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
412                 return;
413
414         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
415         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
416 }
417
418 static void print_track(const char *s, struct track *t)
419 {
420         if (!t->addr)
421                 return;
422
423         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
424         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
425         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
426 }
427
428 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
429 {
430         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
431                 return;
432
433         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
434         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
435 }
436
437 static void print_page_info(struct page *page)
438 {
439         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
440                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
441
442 }
443
444 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
445 {
446         va_list args;
447         char buf[100];
448
449         va_start(args, fmt);
450         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
451         va_end(args);
452         printk(KERN_ERR "========================================"
453                         "=====================================\n");
454         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
455         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
456                         "-------------------------------------\n\n");
457 }
458
459 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
468 }
469
470 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
471 {
472         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
473         u8 *addr = page_address(page);
474
475         print_tracking(s, p);
476
477         print_page_info(page);
478
479         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
480                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
481
482         if (p > addr + 16)
483                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
484
485         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
486
487         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
488                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
489                         s->inuse - s->objsize);
490
491         if (s->offset)
492                 off = s->offset + sizeof(void *);
493         else
494                 off = s->inuse;
495
496         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
497                 off += 2 * sizeof(struct track);
498
499         if (off != s->size)
500                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
501                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
502
503         dump_stack();
504 }
505
506 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
507                         u8 *object, char *reason)
508 {
509         slab_bug(s, reason);
510         print_trailer(s, page, object);
511 }
512
513 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
514 {
515         va_list args;
516         char buf[100];
517
518         va_start(args, fmt);
519         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
520         va_end(args);
521         slab_bug(s, fmt);
522         print_page_info(page);
523         dump_stack();
524 }
525
526 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
527 {
528         u8 *p = object;
529
530         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
531                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
532                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
533         }
534
535         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
536                 memset(p + s->objsize,
537                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
538                         s->inuse - s->objsize);
539 }
540
541 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
542 {
543         while (bytes) {
544                 if (*start != (u8)value)
545                         return start;
546                 start++;
547                 bytes--;
548         }
549         return NULL;
550 }
551
552 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
553                                                 void *from, void *to)
554 {
555         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
556         memset(from, data, to - from);
557 }
558
559 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
560                         u8 *object, char *what,
561                         u8* start, unsigned int value, unsigned int bytes)
562 {
563         u8 *fault;
564         u8 *end;
565
566         fault = check_bytes(start, value, bytes);
567         if (!fault)
568                 return 1;
569
570         end = start + bytes;
571         while (end > fault && end[-1] == value)
572                 end--;
573
574         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
575         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
576                                         fault, end - 1, fault[0], value);
577         print_trailer(s, page, object);
578
579         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Object layout:
585  *
586  * object address
587  *      Bytes of the object to be managed.
588  *      If the freepointer may overlay the object then the free
589  *      pointer is the first word of the object.
590  *
591  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
592  *      0xa5 (POISON_END)
593  *
594  * object + s->objsize
595  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
596  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
597  *      objsize == inuse.
598  *
599  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
600  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
601  *
602  * object + s->inuse
603  *      Meta data starts here.
604  *
605  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
606  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
607  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
608  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
609  *              before the word boundary.
610  *
611  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
612  *
613  * object + s->size
614  *      Nothing is used beyond s->size.
615  *
616  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
617  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
618  * may be used with merged slabcaches.
619  */
620
621 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
622 {
623         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
624
625         if (s->offset)
626                 /* Freepointer is placed after the object. */
627                 off += sizeof(void *);
628
629         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
630                 /* We also have user information there */
631                 off += 2 * sizeof(struct track);
632
633         if (s->size == off)
634                 return 1;
635
636         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
637                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
638 }
639
640 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
641 {
642         u8 *start;
643         u8 *fault;
644         u8 *end;
645         int length;
646         int remainder;
647
648         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
649                 return 1;
650
651         start = page_address(page);
652         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
653         length = s->objects * s->size;
654         remainder = end - (start + length);
655         if (!remainder)
656                 return 1;
657
658         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
659         if (!fault)
660                 return 1;
661         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
662                 end--;
663
664         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
665         print_section("Padding", start, length);
666
667         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
668         return 0;
669 }
670
671 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
672                                         void *object, int active)
673 {
674         u8 *p = object;
675         u8 *endobject = object + s->objsize;
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
678                 unsigned int red =
679                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
680
681                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
682                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
683                         return 0;
684         } else {
685                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
686                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
687                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
688         }
689
690         if (s->flags & SLAB_POISON) {
691                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
692                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
693                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
694                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
695                                 p + s->objsize -1, POISON_END, 1)))
696                         return 0;
697                 /*
698                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
699                  */
700                 check_pad_bytes(s, page, p);
701         }
702
703         if (!s->offset && active)
704                 /*
705                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
706                  * freepointer while object is allocated.
707                  */
708                 return 1;
709
710         /* Check free pointer validity */
711         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
712                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
713                 /*
714                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
715                  * of the free objects in this slab. May cause
716                  * another error because the object count is now wrong.
717                  */
718                 set_freepointer(s, p, NULL);
719                 return 0;
720         }
721         return 1;
722 }
723
724 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
725 {
726         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
727
728         if (!PageSlab(page)) {
729                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
730                 return 0;
731         }
732         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
733                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu",
734                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)));
735                 return 0;
736         }
737         if (page->inuse > s->objects) {
738                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
739                         s->name, page->inuse, s->objects);
740                 return 0;
741         }
742         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
743         slab_pad_check(s, page);
744         return 1;
745 }
746
747 /*
748  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
749  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
750  */
751 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
752 {
753         int nr = 0;
754         void *fp = page->freelist;
755         void *object = NULL;
756
757         while (fp && nr <= s->objects) {
758                 if (fp == search)
759                         return 1;
760                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
761                         if (object) {
762                                 object_err(s, page, object,
763                                         "Freechain corrupt");
764                                 set_freepointer(s, object, NULL);
765                                 break;
766                         } else {
767                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
768                                 page->freelist = NULL;
769                                 page->inuse = s->objects;
770                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
771                                 return 0;
772                         }
773                         break;
774                 }
775                 object = fp;
776                 fp = get_freepointer(s, object);
777                 nr++;
778         }
779
780         if (page->inuse != s->objects - nr) {
781                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
782                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
783                 page->inuse = s->objects - nr;
784                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
785         }
786         return search == NULL;
787 }
788
789 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
790 {
791         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
792                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
793                         s->name,
794                         alloc ? "alloc" : "free",
795                         object, page->inuse,
796                         page->freelist);
797
798                 if (!alloc)
799                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
800
801                 dump_stack();
802         }
803 }
804
805 /*
806  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
807  */
808 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
809 {
810         spin_lock(&n->list_lock);
811         list_add(&page->lru, &n->full);
812         spin_unlock(&n->list_lock);
813 }
814
815 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
816 {
817         struct kmem_cache_node *n;
818
819         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
820                 return;
821
822         n = get_node(s, page_to_nid(page));
823
824         spin_lock(&n->list_lock);
825         list_del(&page->lru);
826         spin_unlock(&n->list_lock);
827 }
828
829 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
830                                                                 void *object)
831 {
832         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
833                 return;
834
835         init_object(s, object, 0);
836         init_tracking(s, object);
837 }
838
839 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
840                                                 void *object, void *addr)
841 {
842         if (!check_slab(s, page))
843                 goto bad;
844
845         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
846                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
847                 goto bad;
848         }
849
850         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
851                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
852                 goto bad;
853         }
854
855         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
856                 goto bad;
857
858         /* Success perform special debug activities for allocs */
859         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
860                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
861         trace(s, page, object, 1);
862         init_object(s, object, 1);
863         return 1;
864
865 bad:
866         if (PageSlab(page)) {
867                 /*
868                  * If this is a slab page then lets do the best we can
869                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
870                  * as used avoids touching the remaining objects.
871                  */
872                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
873                 page->inuse = s->objects;
874                 page->freelist = NULL;
875                 /* Fix up fields that may be corrupted */
876                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
877         }
878         return 0;
879 }
880
881 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
882                                                 void *object, void *addr)
883 {
884         if (!check_slab(s, page))
885                 goto fail;
886
887         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
888                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
889                 goto fail;
890         }
891
892         if (on_freelist(s, page, object)) {
893                 object_err(s, page, object, "Object already free");
894                 goto fail;
895         }
896
897         if (!check_object(s, page, object, 1))
898                 return 0;
899
900         if (unlikely(s != page->slab)) {
901                 if (!PageSlab(page))
902                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
903                                 "outside of slab", object);
904                 else
905                 if (!page->slab) {
906                         printk(KERN_ERR
907                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
908                                                 object);
909                         dump_stack();
910                 }
911                 else
912                         object_err(s, page, object,
913                                         "page slab pointer corrupt.");
914                 goto fail;
915         }
916
917         /* Special debug activities for freeing objects */
918         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
919                 remove_full(s, page);
920         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
921                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
922         trace(s, page, object, 0);
923         init_object(s, object, 0);
924         return 1;
925
926 fail:
927         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
928         return 0;
929 }
930
931 static int __init setup_slub_debug(char *str)
932 {
933         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
934         if (*str++ != '=' || !*str)
935                 /*
936                  * No options specified. Switch on full debugging.
937                  */
938                 goto out;
939
940         if (*str == ',')
941                 /*
942                  * No options but restriction on slabs. This means full
943                  * debugging for slabs matching a pattern.
944                  */
945                 goto check_slabs;
946
947         slub_debug = 0;
948         if (*str == '-')
949                 /*
950                  * Switch off all debugging measures.
951                  */
952                 goto out;
953
954         /*
955          * Determine which debug features should be switched on
956          */
957         for ( ;*str && *str != ','; str++) {
958                 switch (tolower(*str)) {
959                 case 'f':
960                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
961                         break;
962                 case 'z':
963                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
964                         break;
965                 case 'p':
966                         slub_debug |= SLAB_POISON;
967                         break;
968                 case 'u':
969                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
970                         break;
971                 case 't':
972                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
973                         break;
974                 default:
975                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
976                                 "unknown. skipped\n",*str);
977                 }
978         }
979
980 check_slabs:
981         if (*str == ',')
982                 slub_debug_slabs = str + 1;
983 out:
984         return 1;
985 }
986
987 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
988
989 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
990         unsigned long flags, const char *name,
991         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
992 {
993         /*
994          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
995          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
996          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
997          * object anymore.
998          *
999          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1000          * the limit is 512k.
1001          *
1002          * Debugging or ctor may create a need to move the free
1003          * pointer. Fail if this happens.
1004          */
1005         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
1006                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1007                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1008                 BUG_ON(ctor);
1009         } else {
1010                 /*
1011                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1012                  */
1013                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1014                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1015                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1016                                 flags |= slub_debug;
1017         }
1018
1019         return flags;
1020 }
1021 #else
1022 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1023                         struct page *page, void *object) {}
1024
1025 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1026         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1027
1028 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1029         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1030
1031 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1032                         { return 1; }
1033 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1034                         void *object, int active) { return 1; }
1035 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1036 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1037         unsigned long flags, const char *name,
1038         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1039 {
1040         return flags;
1041 }
1042 #define slub_debug 0
1043 #endif
1044 /*
1045  * Slab allocation and freeing
1046  */
1047 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1048 {
1049         struct page * page;
1050         int pages = 1 << s->order;
1051
1052         if (s->order)
1053                 flags |= __GFP_COMP;
1054
1055         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1056                 flags |= SLUB_DMA;
1057
1058         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1059                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1060
1061         if (node == -1)
1062                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1063         else
1064                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1065
1066         if (!page)
1067                 return NULL;
1068
1069         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1070                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1071                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1072                 pages);
1073
1074         return page;
1075 }
1076
1077 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1078                                 void *object)
1079 {
1080         setup_object_debug(s, page, object);
1081         if (unlikely(s->ctor))
1082                 s->ctor(object, s, 0);
1083 }
1084
1085 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1086 {
1087         struct page *page;
1088         struct kmem_cache_node *n;
1089         void *start;
1090         void *end;
1091         void *last;
1092         void *p;
1093
1094         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1095
1096         if (flags & __GFP_WAIT)
1097                 local_irq_enable();
1098
1099         page = allocate_slab(s,
1100                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1101         if (!page)
1102                 goto out;
1103
1104         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1105         if (n)
1106                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1107         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
1108         page->slab = s;
1109         page->flags |= 1 << PG_slab;
1110         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1111                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1112                 SetSlabDebug(page);
1113
1114         start = page_address(page);
1115         end = start + s->objects * s->size;
1116
1117         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1118                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1119
1120         last = start;
1121         for_each_object(p, s, start) {
1122                 setup_object(s, page, last);
1123                 set_freepointer(s, last, p);
1124                 last = p;
1125         }
1126         setup_object(s, page, last);
1127         set_freepointer(s, last, NULL);
1128
1129         page->freelist = start;
1130         page->inuse = 0;
1131 out:
1132         if (flags & __GFP_WAIT)
1133                 local_irq_disable();
1134         return page;
1135 }
1136
1137 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1138 {
1139         int pages = 1 << s->order;
1140
1141         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1142                 void *p;
1143
1144                 slab_pad_check(s, page);
1145                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1146                         check_object(s, page, p, 0);
1147                 ClearSlabDebug(page);
1148         }
1149
1150         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1151                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1152                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1153                 - pages);
1154
1155         __free_pages(page, s->order);
1156 }
1157
1158 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1159 {
1160         struct page *page;
1161
1162         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1163         __free_slab(page->slab, page);
1164 }
1165
1166 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1167 {
1168         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1169                 /*
1170                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1171                  */
1172                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1173
1174                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1175         } else
1176                 __free_slab(s, page);
1177 }
1178
1179 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1180 {
1181         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1182
1183         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1184         reset_page_mapcount(page);
1185         __ClearPageSlab(page);
1186         free_slab(s, page);
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Per slab locking using the pagelock
1191  */
1192 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1193 {
1194         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1195 }
1196
1197 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1198 {
1199         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1200 }
1201
1202 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1203 {
1204         int rc = 1;
1205
1206         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1207         return rc;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Management of partially allocated slabs
1212  */
1213 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1214 {
1215         spin_lock(&n->list_lock);
1216         n->nr_partial++;
1217         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1218         spin_unlock(&n->list_lock);
1219 }
1220
1221 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1222 {
1223         spin_lock(&n->list_lock);
1224         n->nr_partial++;
1225         list_add(&page->lru, &n->partial);
1226         spin_unlock(&n->list_lock);
1227 }
1228
1229 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1230                                                 struct page *page)
1231 {
1232         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1233
1234         spin_lock(&n->list_lock);
1235         list_del(&page->lru);
1236         n->nr_partial--;
1237         spin_unlock(&n->list_lock);
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Lock slab and remove from the partial list.
1242  *
1243  * Must hold list_lock.
1244  */
1245 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1246 {
1247         if (slab_trylock(page)) {
1248                 list_del(&page->lru);
1249                 n->nr_partial--;
1250                 SetSlabFrozen(page);
1251                 return 1;
1252         }
1253         return 0;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1258  */
1259 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1260 {
1261         struct page *page;
1262
1263         /*
1264          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1265          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1266          * partial slab and there is none available then get_partials()
1267          * will return NULL.
1268          */
1269         if (!n || !n->nr_partial)
1270                 return NULL;
1271
1272         spin_lock(&n->list_lock);
1273         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1274                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1275                         goto out;
1276         page = NULL;
1277 out:
1278         spin_unlock(&n->list_lock);
1279         return page;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1284  */
1285 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1286 {
1287 #ifdef CONFIG_NUMA
1288         struct zonelist *zonelist;
1289         struct zone **z;
1290         struct page *page;
1291
1292         /*
1293          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1294          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1295          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1296          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1297          *
1298          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1299          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1300          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1301          * from other nodes and filled up.
1302          *
1303          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1304          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1305          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1306          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1307          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1308          * with available objects.
1309          */
1310         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1311                 return NULL;
1312
1313         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1314                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1315         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1316                 struct kmem_cache_node *n;
1317
1318                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1319
1320                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1321                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1322                         page = get_partial_node(n);
1323                         if (page)
1324                                 return page;
1325                 }
1326         }
1327 #endif
1328         return NULL;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Get a partial page, lock it and return it.
1333  */
1334 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1335 {
1336         struct page *page;
1337         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1338
1339         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1340         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1341                 return page;
1342
1343         return get_any_partial(s, flags);
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Move a page back to the lists.
1348  *
1349  * Must be called with the slab lock held.
1350  *
1351  * On exit the slab lock will have been dropped.
1352  */
1353 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1354 {
1355         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1356
1357         ClearSlabFrozen(page);
1358         if (page->inuse) {
1359
1360                 if (page->freelist)
1361                         add_partial(n, page);
1362                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1363                         add_full(n, page);
1364                 slab_unlock(page);
1365
1366         } else {
1367                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1368                         /*
1369                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1370                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1371                          * to come after the other slabs with objects in
1372                          * order to fill them up. That way the size of the
1373                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1374                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1375                          */
1376                         add_partial_tail(n, page);
1377                         slab_unlock(page);
1378                 } else {
1379                         slab_unlock(page);
1380                         discard_slab(s, page);
1381                 }
1382         }
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Remove the cpu slab
1387  */
1388 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1389 {
1390         struct page *page = c->page;
1391         /*
1392          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1393          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1394          * to occur.
1395          */
1396         while (unlikely(c->freelist)) {
1397                 void **object;
1398
1399                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1400                 object = c->freelist;
1401                 c->freelist = c->freelist[page->offset];
1402
1403                 /* And put onto the regular freelist */
1404                 object[page->offset] = page->freelist;
1405                 page->freelist = object;
1406                 page->inuse--;
1407         }
1408         c->page = NULL;
1409         unfreeze_slab(s, page);
1410 }
1411
1412 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1413 {
1414         slab_lock(c->page);
1415         deactivate_slab(s, c);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Flush cpu slab.
1420  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1421  */
1422 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1423 {
1424         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1425
1426         if (likely(c && c->page))
1427                 flush_slab(s, c);
1428 }
1429
1430 static void flush_cpu_slab(void *d)
1431 {
1432         struct kmem_cache *s = d;
1433
1434         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1435 }
1436
1437 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1438 {
1439 #ifdef CONFIG_SMP
1440         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1441 #else
1442         unsigned long flags;
1443
1444         local_irq_save(flags);
1445         flush_cpu_slab(s);
1446         local_irq_restore(flags);
1447 #endif
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1452  * locality expectations.
1453  */
1454 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1455 {
1456 #ifdef CONFIG_NUMA
1457         if (node != -1 && c->node != node)
1458                 return 0;
1459 #endif
1460         return 1;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1465  * debugging duties.
1466  *
1467  * Interrupts are disabled.
1468  *
1469  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1470  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1471  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1472  *
1473  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1474  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1475  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1476  *
1477  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1478  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1479  */
1480 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1481                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1482 {
1483         void **object;
1484         struct page *new;
1485
1486         if (!c->page)
1487                 goto new_slab;
1488
1489         slab_lock(c->page);
1490         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1491                 goto another_slab;
1492 load_freelist:
1493         object = c->page->freelist;
1494         if (unlikely(!object))
1495                 goto another_slab;
1496         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1497                 goto debug;
1498
1499         object = c->page->freelist;
1500         c->freelist = object[c->page->offset];
1501         c->page->inuse = s->objects;
1502         c->page->freelist = NULL;
1503         c->node = page_to_nid(c->page);
1504         slab_unlock(c->page);
1505         return object;
1506
1507 another_slab:
1508         deactivate_slab(s, c);
1509
1510 new_slab:
1511         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1512         if (new) {
1513                 c->page = new;
1514                 goto load_freelist;
1515         }
1516
1517         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1518         if (new) {
1519                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1520                 if (c->page) {
1521                         /*
1522                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1523                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1524                          * on another cpu. The page may not be on the
1525                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1526                          * specified. So we need to recheck.
1527                          */
1528                         if (node_match(c, node)) {
1529                                 /*
1530                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1531                                  * want the current one since its cache hot
1532                                  */
1533                                 discard_slab(s, new);
1534                                 slab_lock(c->page);
1535                                 goto load_freelist;
1536                         }
1537                         /* New slab does not fit our expectations */
1538                         flush_slab(s, c);
1539                 }
1540                 slab_lock(new);
1541                 SetSlabFrozen(new);
1542                 c->page = new;
1543                 goto load_freelist;
1544         }
1545         return NULL;
1546 debug:
1547         object = c->page->freelist;
1548         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1549                 goto another_slab;
1550
1551         c->page->inuse++;
1552         c->page->freelist = object[c->page->offset];
1553         slab_unlock(c->page);
1554         return object;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1559  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1560  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1561  *
1562  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1563  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1564  *
1565  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1566  */
1567 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1568                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1569 {
1570         void **object;
1571         unsigned long flags;
1572         struct kmem_cache_cpu *c;
1573
1574         local_irq_save(flags);
1575         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1576         if (unlikely(!c->page || !c->freelist ||
1577                                         !node_match(c, node)))
1578
1579                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1580
1581         else {
1582                 object = c->freelist;
1583                 c->freelist = object[c->page->offset];
1584         }
1585         local_irq_restore(flags);
1586
1587         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1588                 memset(object, 0, s->objsize);
1589
1590         return object;
1591 }
1592
1593 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1594 {
1595         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1596 }
1597 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1598
1599 #ifdef CONFIG_NUMA
1600 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1601 {
1602         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1603 }
1604 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1605 #endif
1606
1607 /*
1608  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1609  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1610  *
1611  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1612  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1613  * handling required then we can return immediately.
1614  */
1615 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1616                                         void *x, void *addr)
1617 {
1618         void *prior;
1619         void **object = (void *)x;
1620
1621         slab_lock(page);
1622
1623         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1624                 goto debug;
1625 checks_ok:
1626         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1627         page->freelist = object;
1628         page->inuse--;
1629
1630         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1631                 goto out_unlock;
1632
1633         if (unlikely(!page->inuse))
1634                 goto slab_empty;
1635
1636         /*
1637          * Objects left in the slab. If it
1638          * was not on the partial list before
1639          * then add it.
1640          */
1641         if (unlikely(!prior))
1642                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1643
1644 out_unlock:
1645         slab_unlock(page);
1646         return;
1647
1648 slab_empty:
1649         if (prior)
1650                 /*
1651                  * Slab still on the partial list.
1652                  */
1653                 remove_partial(s, page);
1654
1655         slab_unlock(page);
1656         discard_slab(s, page);
1657         return;
1658
1659 debug:
1660         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1661                 goto out_unlock;
1662         goto checks_ok;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1667  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1668  *
1669  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1670  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1671  * the item before.
1672  *
1673  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1674  * with all sorts of special processing.
1675  */
1676 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1677                         struct page *page, void *x, void *addr)
1678 {
1679         void **object = (void *)x;
1680         unsigned long flags;
1681         struct kmem_cache_cpu *c;
1682
1683         local_irq_save(flags);
1684         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1685         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1686         if (likely(page == c->page && !SlabDebug(page))) {
1687                 object[page->offset] = c->freelist;
1688                 c->freelist = object;
1689         } else
1690                 __slab_free(s, page, x, addr);
1691
1692         local_irq_restore(flags);
1693 }
1694
1695 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1696 {
1697         struct page *page;
1698
1699         page = virt_to_head_page(x);
1700
1701         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1702 }
1703 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1704
1705 /* Figure out on which slab object the object resides */
1706 static struct page *get_object_page(const void *x)
1707 {
1708         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1709
1710         if (!PageSlab(page))
1711                 return NULL;
1712
1713         return page;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1718  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1719  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1720  * another.
1721  *
1722  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1723  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1724  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1725  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1726  * locking overhead.
1727  */
1728
1729 /*
1730  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1731  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1732  * and increases the number of allocations possible without having to
1733  * take the list_lock.
1734  */
1735 static int slub_min_order;
1736 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1737 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1738
1739 /*
1740  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1741  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1742  */
1743 static int slub_nomerge;
1744
1745 /*
1746  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1747  *
1748  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1749  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1750  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1751  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1752  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1753  * would be wasted.
1754  *
1755  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1756  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1757  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1758  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1759  *
1760  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1761  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1762  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1763  * of space in favor of a small page order.
1764  *
1765  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1766  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1767  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1768  * the smallest order which will fit the object.
1769  */
1770 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1771                                 int max_order, int fract_leftover)
1772 {
1773         int order;
1774         int rem;
1775         int min_order = slub_min_order;
1776
1777         /*
1778          * If we would create too many object per slab then reduce
1779          * the slab order even if it goes below slub_min_order.
1780          */
1781         while (min_order > 0 &&
1782                 (PAGE_SIZE << min_order) >= MAX_OBJECTS_PER_SLAB * size)
1783                         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                 /* If the next size is too high then exit now */
1800                 if (slab_size * 2 >= MAX_OBJECTS_PER_SLAB * size)
1801                         break;
1802         }
1803
1804         return order;
1805 }
1806
1807 static inline int calculate_order(int size)
1808 {
1809         int order;
1810         int min_objects;
1811         int fraction;
1812
1813         /*
1814          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1815          * works by first attempting to generate a layout with
1816          * the best configuration and backing off gradually.
1817          *
1818          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1819          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1820          */
1821         min_objects = slub_min_objects;
1822         while (min_objects > 1) {
1823                 fraction = 8;
1824                 while (fraction >= 4) {
1825                         order = slab_order(size, min_objects,
1826                                                 slub_max_order, fraction);
1827                         if (order <= slub_max_order)
1828                                 return order;
1829                         fraction /= 2;
1830                 }
1831                 min_objects /= 2;
1832         }
1833
1834         /*
1835          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1836          * lets see if we can place a single object there.
1837          */
1838         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1839         if (order <= slub_max_order)
1840                 return order;
1841
1842         /*
1843          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1844          */
1845         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1846         if (order <= MAX_ORDER)
1847                 return order;
1848         return -ENOSYS;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1853  */
1854 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1855                 unsigned long align, unsigned long size)
1856 {
1857         /*
1858          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1859          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1860          * large.
1861          *
1862          * The hardware cache alignment cannot override the
1863          * specified alignment though. If that is greater
1864          * then use it.
1865          */
1866         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1867                         size > cache_line_size() / 2)
1868                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1869
1870         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1871                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1872
1873         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1874 }
1875
1876 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1877                         struct kmem_cache_cpu *c)
1878 {
1879         c->page = NULL;
1880         c->freelist = NULL;
1881         c->node = 0;
1882 }
1883
1884 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1885 {
1886         int cpu;
1887
1888         for_each_possible_cpu(cpu)
1889                 init_kmem_cache_cpu(s, get_cpu_slab(s, cpu));
1890
1891         return 1;
1892 }
1893
1894 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1895 {
1896         n->nr_partial = 0;
1897         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1898         spin_lock_init(&n->list_lock);
1899         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1900 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1901         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1902 #endif
1903 }
1904
1905 #ifdef CONFIG_NUMA
1906 /*
1907  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1908  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1909  * possible.
1910  *
1911  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1912  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1913  */
1914 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1915                                                            int node)
1916 {
1917         struct page *page;
1918         struct kmem_cache_node *n;
1919
1920         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1921
1922         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
1923
1924         BUG_ON(!page);
1925         if (page_to_nid(page) != node) {
1926                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
1927                                 "node %d\n", node);
1928                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
1929                                 "in order to be able to continue\n");
1930         }
1931
1932         n = page->freelist;
1933         BUG_ON(!n);
1934         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1935         page->inuse++;
1936         kmalloc_caches->node[node] = n;
1937 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1938         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1939         init_tracking(kmalloc_caches, n);
1940 #endif
1941         init_kmem_cache_node(n);
1942         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1943         add_partial(n, page);
1944
1945         /*
1946          * new_slab() disables interupts. If we do not reenable interrupts here
1947          * then bootup would continue with interrupts disabled.
1948          */
1949         local_irq_enable();
1950         return n;
1951 }
1952
1953 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1954 {
1955         int node;
1956
1957         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
1958                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1959                 if (n && n != &s->local_node)
1960                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1961                 s->node[node] = NULL;
1962         }
1963 }
1964
1965 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1966 {
1967         int node;
1968         int local_node;
1969
1970         if (slab_state >= UP)
1971                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1972         else
1973                 local_node = 0;
1974
1975         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
1976                 struct kmem_cache_node *n;
1977
1978                 if (local_node == node)
1979                         n = &s->local_node;
1980                 else {
1981                         if (slab_state == DOWN) {
1982                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1983                                                                 node);
1984                                 continue;
1985                         }
1986                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1987                                                         gfpflags, node);
1988
1989                         if (!n) {
1990                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1991                                 return 0;
1992                         }
1993
1994                 }
1995                 s->node[node] = n;
1996                 init_kmem_cache_node(n);
1997         }
1998         return 1;
1999 }
2000 #else
2001 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2002 {
2003 }
2004
2005 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2006 {
2007         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2008         return 1;
2009 }
2010 #endif
2011
2012 /*
2013  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2014  * a slab object.
2015  */
2016 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2017 {
2018         unsigned long flags = s->flags;
2019         unsigned long size = s->objsize;
2020         unsigned long align = s->align;
2021
2022         /*
2023          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2024          * the slab may touch the object after free or before allocation
2025          * then we should never poison the object itself.
2026          */
2027         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2028                         !s->ctor)
2029                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2030         else
2031                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2032
2033         /*
2034          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2035          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2036          * the possible location of the free pointer.
2037          */
2038         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2039
2040 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2041         /*
2042          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2043          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2044          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2045          */
2046         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2047                 size += sizeof(void *);
2048 #endif
2049
2050         /*
2051          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2052          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2053          */
2054         s->inuse = size;
2055
2056         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2057                 s->ctor)) {
2058                 /*
2059                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2060                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2061                  * kmem_cache_free.
2062                  *
2063                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2064                  * destructor or are poisoning the objects.
2065                  */
2066                 s->offset = size;
2067                 size += sizeof(void *);
2068         }
2069
2070 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2071         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2072                 /*
2073                  * Need to store information about allocs and frees after
2074                  * the object.
2075                  */
2076                 size += 2 * sizeof(struct track);
2077
2078         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2079                 /*
2080                  * Add some empty padding so that we can catch
2081                  * overwrites from earlier objects rather than let
2082                  * tracking information or the free pointer be
2083                  * corrupted if an user writes before the start
2084                  * of the object.
2085                  */
2086                 size += sizeof(void *);
2087 #endif
2088
2089         /*
2090          * Determine the alignment based on various parameters that the
2091          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2092          * on bootup.
2093          */
2094         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2095
2096         /*
2097          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2098          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2099          * each object to conform to the alignment.
2100          */
2101         size = ALIGN(size, align);
2102         s->size = size;
2103
2104         s->order = calculate_order(size);
2105         if (s->order < 0)
2106                 return 0;
2107
2108         /*
2109          * Determine the number of objects per slab
2110          */
2111         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2112
2113         /*
2114          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
2115          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
2116          * more than 64k objects per slab.
2117          */
2118         if (!s->objects || s->objects > MAX_OBJECTS_PER_SLAB)
2119                 return 0;
2120         return 1;
2121
2122 }
2123
2124 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2125                 const char *name, size_t size,
2126                 size_t align, unsigned long flags,
2127                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2128 {
2129         memset(s, 0, kmem_size);
2130         s->name = name;
2131         s->ctor = ctor;
2132         s->objsize = size;
2133         s->align = align;
2134         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2135
2136         if (!calculate_sizes(s))
2137                 goto error;
2138
2139         s->refcount = 1;
2140 #ifdef CONFIG_NUMA
2141         s->defrag_ratio = 100;
2142 #endif
2143         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2144                 goto error;
2145
2146         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2147                 return 1;
2148 error:
2149         if (flags & SLAB_PANIC)
2150                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2151                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2152                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2153                         s->offset, flags);
2154         return 0;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Check if a given pointer is valid
2159  */
2160 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2161 {
2162         struct page * page;
2163
2164         page = get_object_page(object);
2165
2166         if (!page || s != page->slab)
2167                 /* No slab or wrong slab */
2168                 return 0;
2169
2170         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2171                 return 0;
2172
2173         /*
2174          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2175          * But this would be too expensive and it seems that the main
2176          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2177          * to a certain slab.
2178          */
2179         return 1;
2180 }
2181 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2182
2183 /*
2184  * Determine the size of a slab object
2185  */
2186 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2187 {
2188         return s->objsize;
2189 }
2190 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2191
2192 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2193 {
2194         return s->name;
2195 }
2196 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2197
2198 /*
2199  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2200  * were unable to free.
2201  */
2202 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2203                         struct list_head *list)
2204 {
2205         int slabs_inuse = 0;
2206         unsigned long flags;
2207         struct page *page, *h;
2208
2209         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2210         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2211                 if (!page->inuse) {
2212                         list_del(&page->lru);
2213                         discard_slab(s, page);
2214                 } else
2215                         slabs_inuse++;
2216         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2217         return slabs_inuse;
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Release all resources used by a slab cache.
2222  */
2223 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2224 {
2225         int node;
2226
2227         flush_all(s);
2228
2229         /* Attempt to free all objects */
2230         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2231                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2232
2233                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2234                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2235                         return 1;
2236         }
2237         free_kmem_cache_nodes(s);
2238         return 0;
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2243  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2244  */
2245 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2246 {
2247         down_write(&slub_lock);
2248         s->refcount--;
2249         if (!s->refcount) {
2250                 list_del(&s->list);
2251                 up_write(&slub_lock);
2252                 if (kmem_cache_close(s))
2253                         WARN_ON(1);
2254                 sysfs_slab_remove(s);
2255                 kfree(s);
2256         } else
2257                 up_write(&slub_lock);
2258 }
2259 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2260
2261 /********************************************************************
2262  *              Kmalloc subsystem
2263  *******************************************************************/
2264
2265 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2266 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2267
2268 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2269 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2270 #endif
2271
2272 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2273 {
2274         get_option (&str, &slub_min_order);
2275
2276         return 1;
2277 }
2278
2279 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2280
2281 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2282 {
2283         get_option (&str, &slub_max_order);
2284
2285         return 1;
2286 }
2287
2288 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2289
2290 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2291 {
2292         get_option (&str, &slub_min_objects);
2293
2294         return 1;
2295 }
2296
2297 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2298
2299 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2300 {
2301         slub_nomerge = 1;
2302         return 1;
2303 }
2304
2305 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2306
2307 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2308                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2309 {
2310         unsigned int flags = 0;
2311
2312         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2313                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2314
2315         down_write(&slub_lock);
2316         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2317                         flags, NULL))
2318                 goto panic;
2319
2320         list_add(&s->list, &slab_caches);
2321         up_write(&slub_lock);
2322         if (sysfs_slab_add(s))
2323                 goto panic;
2324         return s;
2325
2326 panic:
2327         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2328 }
2329
2330 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2331
2332 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2333 {
2334         struct kmem_cache *s;
2335
2336         down_write(&slub_lock);
2337         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2338                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2339                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2340                         sysfs_slab_add(s);
2341                 }
2342         }
2343         up_write(&slub_lock);
2344 }
2345
2346 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2347
2348 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2349 {
2350         struct kmem_cache *s;
2351         char *text;
2352         size_t realsize;
2353
2354         s = kmalloc_caches_dma[index];
2355         if (s)
2356                 return s;
2357
2358         /* Dynamically create dma cache */
2359         if (flags & __GFP_WAIT)
2360                 down_write(&slub_lock);
2361         else {
2362                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2363                         goto out;
2364         }
2365
2366         if (kmalloc_caches_dma[index])
2367                 goto unlock_out;
2368
2369         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2370         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2371         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2372
2373         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2374                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2375                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2376                 kfree(s);
2377                 kfree(text);
2378                 goto unlock_out;
2379         }
2380
2381         list_add(&s->list, &slab_caches);
2382         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2383
2384         schedule_work(&sysfs_add_work);
2385
2386 unlock_out:
2387         up_write(&slub_lock);
2388 out:
2389         return kmalloc_caches_dma[index];
2390 }
2391 #endif
2392
2393 /*
2394  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2395  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2396  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2397  * fls.
2398  */
2399 static s8 size_index[24] = {
2400         3,      /* 8 */
2401         4,      /* 16 */
2402         5,      /* 24 */
2403         5,      /* 32 */
2404         6,      /* 40 */
2405         6,      /* 48 */
2406         6,      /* 56 */
2407         6,      /* 64 */
2408         1,      /* 72 */
2409         1,      /* 80 */
2410         1,      /* 88 */
2411         1,      /* 96 */
2412         7,      /* 104 */
2413         7,      /* 112 */
2414         7,      /* 120 */
2415         7,      /* 128 */
2416         2,      /* 136 */
2417         2,      /* 144 */
2418         2,      /* 152 */
2419         2,      /* 160 */
2420         2,      /* 168 */
2421         2,      /* 176 */
2422         2,      /* 184 */
2423         2       /* 192 */
2424 };
2425
2426 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2427 {
2428         int index;
2429
2430         if (size <= 192) {
2431                 if (!size)
2432                         return ZERO_SIZE_PTR;
2433
2434                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2435         } else
2436                 index = fls(size - 1);
2437
2438 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2439         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2440                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2441
2442 #endif
2443         return &kmalloc_caches[index];
2444 }
2445
2446 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2447 {
2448         struct kmem_cache *s;
2449
2450         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2451                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2452                                                         get_order(size));
2453
2454         s = get_slab(size, flags);
2455
2456         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2457                 return s;
2458
2459         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2460 }
2461 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2462
2463 #ifdef CONFIG_NUMA
2464 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2465 {
2466         struct kmem_cache *s;
2467
2468         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2469                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2470                                                         get_order(size));
2471
2472         s = get_slab(size, flags);
2473
2474         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2475                 return s;
2476
2477         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2478 }
2479 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2480 #endif
2481
2482 size_t ksize(const void *object)
2483 {
2484         struct page *page;
2485         struct kmem_cache *s;
2486
2487         BUG_ON(!object);
2488         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2489                 return 0;
2490
2491         page = get_object_page(object);
2492         BUG_ON(!page);
2493         s = page->slab;
2494         BUG_ON(!s);
2495
2496         /*
2497          * Debugging requires use of the padding between object
2498          * and whatever may come after it.
2499          */
2500         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2501                 return s->objsize;
2502
2503         /*
2504          * If we have the need to store the freelist pointer
2505          * back there or track user information then we can
2506          * only use the space before that information.
2507          */
2508         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2509                 return s->inuse;
2510
2511         /*
2512          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2513          */
2514         return s->size;
2515 }
2516 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2517
2518 void kfree(const void *x)
2519 {
2520         struct page *page;
2521
2522         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2523                 return;
2524
2525         page = virt_to_head_page(x);
2526         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2527                 put_page(page);
2528                 return;
2529         }
2530         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2531 }
2532 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2533
2534 /*
2535  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2536  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2537  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2538  * and thus they can be removed from the partial lists.
2539  *
2540  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2541  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2542  * are freed in them.
2543  */
2544 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2545 {
2546         int node;
2547         int i;
2548         struct kmem_cache_node *n;
2549         struct page *page;
2550         struct page *t;
2551         struct list_head *slabs_by_inuse =
2552                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2553         unsigned long flags;
2554
2555         if (!slabs_by_inuse)
2556                 return -ENOMEM;
2557
2558         flush_all(s);
2559         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2560                 n = get_node(s, node);
2561
2562                 if (!n->nr_partial)
2563                         continue;
2564
2565                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2566                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2567
2568                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2569
2570                 /*
2571                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2572                  *
2573                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2574                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2575                  */
2576                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2577                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2578                                 /*
2579                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2580                                  * may have freed the last object and be
2581                                  * waiting to release the slab.
2582                                  */
2583                                 list_del(&page->lru);
2584                                 n->nr_partial--;
2585                                 slab_unlock(page);
2586                                 discard_slab(s, page);
2587                         } else {
2588                                 list_move(&page->lru,
2589                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2590                         }
2591                 }
2592
2593                 /*
2594                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2595                  * first and the least used slabs at the end.
2596                  */
2597                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2598                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2599
2600                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2601         }
2602
2603         kfree(slabs_by_inuse);
2604         return 0;
2605 }
2606 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2607
2608 /********************************************************************
2609  *                      Basic setup of slabs
2610  *******************************************************************/
2611
2612 void __init kmem_cache_init(void)
2613 {
2614         int i;
2615         int caches = 0;
2616
2617 #ifdef CONFIG_NUMA
2618         /*
2619          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2620          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2621          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2622          */
2623         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2624                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2625         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2626         caches++;
2627 #endif
2628
2629         /* Able to allocate the per node structures */
2630         slab_state = PARTIAL;
2631
2632         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2633         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2634                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2635                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2636                 caches++;
2637         }
2638         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2639                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2640                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2641                 caches++;
2642         }
2643
2644         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2645                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2646                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2647                 caches++;
2648         }
2649
2650
2651         /*
2652          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2653          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2654          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2655          *
2656          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2657          * handle the index determination for the smaller caches.
2658          *
2659          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2660          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2661          */
2662         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2663                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2664
2665         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2666                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2667
2668         slab_state = UP;
2669
2670         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2671         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2672                 kmalloc_caches[i]. name =
2673                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2674
2675 #ifdef CONFIG_SMP
2676         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2677 #endif
2678
2679         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2680                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu);
2681
2682         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2683                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2684                 caches, cache_line_size(),
2685                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2686                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Find a mergeable slab cache
2691  */
2692 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2693 {
2694         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2695                 return 1;
2696
2697         if (s->ctor)
2698                 return 1;
2699
2700         /*
2701          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2702          */
2703         if (s->refcount < 0)
2704                 return 1;
2705
2706         return 0;
2707 }
2708
2709 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2710                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2711                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2712 {
2713         struct kmem_cache *s;
2714
2715         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2716                 return NULL;
2717
2718         if (ctor)
2719                 return NULL;
2720
2721         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2722         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2723         size = ALIGN(size, align);
2724         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2725
2726         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2727                 if (slab_unmergeable(s))
2728                         continue;
2729
2730                 if (size > s->size)
2731                         continue;
2732
2733                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2734                                 continue;
2735                 /*
2736                  * Check if alignment is compatible.
2737                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2738                  */
2739                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2740                         continue;
2741
2742                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2743                         continue;
2744
2745                 return s;
2746         }
2747         return NULL;
2748 }
2749
2750 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2751                 size_t align, unsigned long flags,
2752                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2753 {
2754         struct kmem_cache *s;
2755
2756         down_write(&slub_lock);
2757         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2758         if (s) {
2759                 s->refcount++;
2760                 /*
2761                  * Adjust the object sizes so that we clear
2762                  * the complete object on kzalloc.
2763                  */
2764                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2765                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2766                 up_write(&slub_lock);
2767                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2768                         goto err;
2769                 return s;
2770         }
2771         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2772         if (s) {
2773                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2774                                 size, align, flags, ctor)) {
2775                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2776                         up_write(&slub_lock);
2777                         if (sysfs_slab_add(s))
2778                                 goto err;
2779                         return s;
2780                 }
2781                 kfree(s);
2782         }
2783         up_write(&slub_lock);
2784
2785 err:
2786         if (flags & SLAB_PANIC)
2787                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2788         else
2789                 s = NULL;
2790         return s;
2791 }
2792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2793
2794 #ifdef CONFIG_SMP
2795 /*
2796  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2797  * necessary.
2798  */
2799 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2800                 unsigned long action, void *hcpu)
2801 {
2802         long cpu = (long)hcpu;
2803         struct kmem_cache *s;
2804         unsigned long flags;
2805
2806         switch (action) {
2807         case CPU_UP_CANCELED:
2808         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2809         case CPU_DEAD:
2810         case CPU_DEAD_FROZEN:
2811                 down_read(&slub_lock);
2812                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2813                         local_irq_save(flags);
2814                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
2815                         local_irq_restore(flags);
2816                 }
2817                 up_read(&slub_lock);
2818                 break;
2819         default:
2820                 break;
2821         }
2822         return NOTIFY_OK;
2823 }
2824
2825 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2826         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2827
2828 #endif
2829
2830 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2831 {
2832         struct kmem_cache *s;
2833
2834         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2835                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2836                                                         get_order(size));
2837         s = get_slab(size, gfpflags);
2838
2839         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2840                 return s;
2841
2842         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2843 }
2844
2845 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2846                                         int node, void *caller)
2847 {
2848         struct kmem_cache *s;
2849
2850         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2851                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2852                                                         get_order(size));
2853         s = get_slab(size, gfpflags);
2854
2855         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2856                 return s;
2857
2858         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2859 }
2860
2861 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2862 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2863                                                 unsigned long *map)
2864 {
2865         void *p;
2866         void *addr = page_address(page);
2867
2868         if (!check_slab(s, page) ||
2869                         !on_freelist(s, page, NULL))
2870                 return 0;
2871
2872         /* Now we know that a valid freelist exists */
2873         bitmap_zero(map, s->objects);
2874
2875         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2876                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2877                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2878                         return 0;
2879         }
2880
2881         for_each_object(p, s, addr)
2882                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2883                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2884                                 return 0;
2885         return 1;
2886 }
2887
2888 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2889                                                 unsigned long *map)
2890 {
2891         if (slab_trylock(page)) {
2892                 validate_slab(s, page, map);
2893                 slab_unlock(page);
2894         } else
2895                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2896                         s->name, page);
2897
2898         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2899                 if (!SlabDebug(page))
2900                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
2901                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2902         } else {
2903                 if (SlabDebug(page))
2904                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
2905                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2906         }
2907 }
2908
2909 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
2910                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
2911 {
2912         unsigned long count = 0;
2913         struct page *page;
2914         unsigned long flags;
2915
2916         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2917
2918         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2919                 validate_slab_slab(s, page, map);
2920                 count++;
2921         }
2922         if (count != n->nr_partial)
2923                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2924                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2925
2926         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2927                 goto out;
2928
2929         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2930                 validate_slab_slab(s, page, map);
2931                 count++;
2932         }
2933         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2934                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2935                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2936                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2937
2938 out:
2939         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2940         return count;
2941 }
2942
2943 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2944 {
2945         int node;
2946         unsigned long count = 0;
2947         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
2948                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
2949
2950         if (!map)
2951                 return -ENOMEM;
2952
2953         flush_all(s);
2954         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2955                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2956
2957                 count += validate_slab_node(s, n, map);
2958         }
2959         kfree(map);
2960         return count;
2961 }
2962
2963 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2964 static void resiliency_test(void)
2965 {
2966         u8 *p;
2967
2968         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2969         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2970         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2971
2972         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2973         p[16] = 0x12;
2974         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2975                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2976
2977         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2978
2979         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2980         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2981         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2982         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2983                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2984         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2985
2986         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2987         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2988         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2989         *p = 0x56;
2990         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2991                                                                         p);
2992         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2993         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2994
2995         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2996         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2997         kfree(p);
2998         *p = 0x78;
2999         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3000         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3001
3002         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3003         kfree(p);
3004         p[50] = 0x9a;
3005         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3006         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3007
3008         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3009         kfree(p);
3010         p[512] = 0xab;
3011         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3012         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3013 }
3014 #else
3015 static void resiliency_test(void) {};
3016 #endif
3017
3018 /*
3019  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3020  * and freed.
3021  */
3022
3023 struct location {
3024         unsigned long count;
3025         void *addr;
3026         long long sum_time;
3027         long min_time;
3028         long max_time;
3029         long min_pid;
3030         long max_pid;
3031         cpumask_t cpus;
3032         nodemask_t nodes;
3033 };
3034
3035 struct loc_track {
3036         unsigned long max;
3037         unsigned long count;
3038         struct location *loc;
3039 };
3040
3041 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3042 {
3043         if (t->max)
3044                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3045                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3046 }
3047
3048 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3049 {
3050         struct location *l;
3051         int order;
3052
3053         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3054
3055         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3056         if (!l)
3057                 return 0;
3058
3059         if (t->count) {
3060                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3061                 free_loc_track(t);
3062         }
3063         t->max = max;
3064         t->loc = l;
3065         return 1;
3066 }
3067
3068 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3069                                 const struct track *track)
3070 {
3071         long start, end, pos;
3072         struct location *l;
3073         void *caddr;
3074         unsigned long age = jiffies - track->when;
3075
3076         start = -1;
3077         end = t->count;
3078
3079         for ( ; ; ) {
3080                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3081
3082                 /*
3083                  * There is nothing at "end". If we end up there
3084                  * we need to add something to before end.
3085                  */
3086                 if (pos == end)
3087                         break;
3088
3089                 caddr = t->loc[pos].addr;
3090                 if (track->addr == caddr) {
3091
3092                         l = &t->loc[pos];
3093                         l->count++;
3094                         if (track->when) {
3095                                 l->sum_time += age;
3096                                 if (age < l->min_time)
3097                                         l->min_time = age;
3098                                 if (age > l->max_time)
3099                                         l->max_time = age;
3100
3101                                 if (track->pid < l->min_pid)
3102                                         l->min_pid = track->pid;
3103                                 if (track->pid > l->max_pid)
3104                                         l->max_pid = track->pid;
3105
3106                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3107                         }
3108                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3109                         return 1;
3110                 }
3111
3112                 if (track->addr < caddr)
3113                         end = pos;
3114                 else
3115                         start = pos;
3116         }
3117
3118         /*
3119          * Not found. Insert new tracking element.
3120          */
3121         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3122                 return 0;
3123
3124         l = t->loc + pos;
3125         if (pos < t->count)
3126                 memmove(l + 1, l,
3127                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3128         t->count++;
3129         l->count = 1;
3130         l->addr = track->addr;
3131         l->sum_time = age;
3132         l->min_time = age;
3133         l->max_time = age;
3134         l->min_pid = track->pid;
3135         l->max_pid = track->pid;
3136         cpus_clear(l->cpus);
3137         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3138         nodes_clear(l->nodes);
3139         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3140         return 1;
3141 }
3142
3143 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3144                 struct page *page, enum track_item alloc)
3145 {
3146         void *addr = page_address(page);
3147         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3148         void *p;
3149
3150         bitmap_zero(map, s->objects);
3151         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3152                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3153
3154         for_each_object(p, s, addr)
3155                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3156                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3157 }
3158
3159 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3160                                         enum track_item alloc)
3161 {
3162         int n = 0;
3163         unsigned long i;
3164         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3165         int node;
3166
3167         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3168                         GFP_KERNEL))
3169                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3170
3171         /* Push back cpu slabs */
3172         flush_all(s);
3173
3174         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3175                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3176                 unsigned long flags;
3177                 struct page *page;
3178
3179                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3180                         continue;
3181
3182                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3183                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3184                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3185                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3186                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3187                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3188         }
3189
3190         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3191                 struct location *l = &t.loc[i];
3192
3193                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3194                         break;
3195                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3196
3197                 if (l->addr)
3198                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3199                 else
3200                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3201
3202                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3203                         unsigned long remainder;
3204
3205                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3206                         l->min_time,
3207                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3208                         l->max_time);
3209                 } else
3210                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3211                                 l->min_time);
3212
3213                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3214                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3215                                 l->min_pid, l->max_pid);
3216                 else
3217                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3218                                 l->min_pid);
3219
3220                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3221                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3222                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3223                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3224                                         l->cpus);
3225                 }
3226
3227                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3228                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3229                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3230                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3231                                         l->nodes);
3232                 }
3233
3234                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3235         }
3236
3237         free_loc_track(&t);
3238         if (!t.count)
3239                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3240         return n;
3241 }
3242
3243 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3244 {
3245         unsigned long flags;
3246         unsigned long x = 0;
3247         struct page *page;
3248
3249         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3250         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3251                 x += page->inuse;
3252         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3253         return x;
3254 }
3255
3256 enum slab_stat_type {
3257         SL_FULL,
3258         SL_PARTIAL,
3259         SL_CPU,
3260         SL_OBJECTS
3261 };
3262
3263 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3264 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3265 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3266 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3267
3268 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3269                         char *buf, unsigned long flags)
3270 {
3271         unsigned long total = 0;
3272         int cpu;
3273         int node;
3274         int x;
3275         unsigned long *nodes;
3276         unsigned long *per_cpu;
3277
3278         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3279         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3280
3281         for_each_possible_cpu(cpu) {
3282                 struct page *page;
3283                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3284
3285                 if (!c)
3286                         continue;
3287
3288                 page = c->page;
3289                 if (page) {
3290                         if (flags & SO_CPU) {
3291                                 int x = 0;
3292
3293                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3294                                         x = page->inuse;
3295                                 else
3296                                         x = 1;
3297                                 total += x;
3298                                 nodes[c->node] += x;
3299                         }
3300                         per_cpu[c->node]++;
3301                 }
3302         }
3303
3304         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3305                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3306
3307                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3308                         if (flags & SO_OBJECTS)
3309                                 x = count_partial(n);
3310                         else
3311                                 x = n->nr_partial;
3312                         total += x;
3313                         nodes[node] += x;
3314                 }
3315
3316                 if (flags & SO_FULL) {
3317                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3318                                         - per_cpu[node]
3319                                         - n->nr_partial;
3320
3321                         if (flags & SO_OBJECTS)
3322                                 x = full_slabs * s->objects;
3323                         else
3324                                 x = full_slabs;
3325                         total += x;
3326                         nodes[node] += x;
3327                 }
3328         }
3329
3330         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3331 #ifdef CONFIG_NUMA
3332         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3333                 if (nodes[node])
3334                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3335                                         node, nodes[node]);
3336 #endif
3337         kfree(nodes);
3338         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3339 }
3340
3341 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3342 {
3343         int node;
3344         int cpu;
3345
3346         for_each_possible_cpu(cpu) {
3347                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3348
3349                 if (c && c->page)
3350                         return 1;
3351         }
3352
3353         for_each_online_node(node) {
3354                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3355
3356                 if (!n)
3357                         continue;
3358
3359                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3360                         return 1;
3361         }
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3366 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3367
3368 struct slab_attribute {
3369         struct attribute attr;
3370         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3371         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3372 };
3373
3374 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3375         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3376
3377 #define SLAB_ATTR(_name) \
3378         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3379         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3380
3381 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3382 {
3383         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3384 }
3385 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3386
3387 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3388 {
3389         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3390 }
3391 SLAB_ATTR_RO(align);
3392
3393 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3394 {
3395         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3396 }
3397 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3398
3399 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3400 {
3401         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3402 }
3403 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3404
3405 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3406 {
3407         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3408 }
3409 SLAB_ATTR_RO(order);
3410
3411 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3412 {
3413         if (s->ctor) {
3414                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3415
3416                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3417         }
3418         return 0;
3419 }
3420 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3421
3422 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3423 {
3424         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3425 }
3426 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3427
3428 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3429 {
3430         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3431 }
3432 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3433
3434 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3435 {
3436         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3437 }
3438 SLAB_ATTR_RO(partial);
3439
3440 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3441 {
3442         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3443 }
3444 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3445
3446 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3447 {
3448         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3449 }
3450 SLAB_ATTR_RO(objects);
3451
3452 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3453 {
3454         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3455 }
3456
3457 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3458                                 const char *buf, size_t length)
3459 {
3460         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3461         if (buf[0] == '1')
3462                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3463         return length;
3464 }
3465 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3466
3467 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3468 {
3469         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3470 }
3471
3472 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3473                                                         size_t length)
3474 {
3475         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3476         if (buf[0] == '1')
3477                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3478         return length;
3479 }
3480 SLAB_ATTR(trace);
3481
3482 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3483 {
3484         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3485 }
3486
3487 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3488                                 const char *buf, size_t length)
3489 {
3490         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3491         if (buf[0] == '1')
3492                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3493         return length;
3494 }
3495 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3496
3497 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3498 {
3499         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3500 }
3501 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3502
3503 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3504 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3505 {
3506         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3507 }
3508 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3509 #endif
3510
3511 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3512 {
3513         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3514 }
3515 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3516
3517 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3518 {
3519         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3520 }
3521
3522 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3523                                 const char *buf, size_t length)
3524 {
3525         if (any_slab_objects(s))
3526                 return -EBUSY;
3527
3528         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3529         if (buf[0] == '1')
3530                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3531         calculate_sizes(s);
3532         return length;
3533 }
3534 SLAB_ATTR(red_zone);
3535
3536 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3537 {
3538         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3539 }
3540
3541 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3542                                 const char *buf, size_t length)
3543 {
3544         if (any_slab_objects(s))
3545                 return -EBUSY;
3546
3547         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3548         if (buf[0] == '1')
3549                 s->flags |= SLAB_POISON;
3550         calculate_sizes(s);
3551         return length;
3552 }
3553 SLAB_ATTR(poison);
3554
3555 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3556 {
3557         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3558 }
3559
3560 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3561                                 const char *buf, size_t length)
3562 {
3563         if (any_slab_objects(s))
3564                 return -EBUSY;
3565
3566         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3567         if (buf[0] == '1')
3568                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3569         calculate_sizes(s);
3570         return length;
3571 }
3572 SLAB_ATTR(store_user);
3573
3574 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3575 {
3576         return 0;
3577 }
3578
3579 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3580                         const char *buf, size_t length)
3581 {
3582         int ret = -EINVAL;
3583
3584         if (buf[0] == '1') {
3585                 ret = validate_slab_cache(s);
3586                 if (ret >= 0)
3587                         ret = length;
3588         }
3589         return ret;
3590 }
3591 SLAB_ATTR(validate);
3592
3593 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3594 {
3595         return 0;
3596 }
3597
3598 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3599                         const char *buf, size_t length)
3600 {
3601         if (buf[0] == '1') {
3602                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3603
3604                 if (rc)
3605                         return rc;
3606         } else
3607                 return -EINVAL;
3608         return length;
3609 }
3610 SLAB_ATTR(shrink);
3611
3612 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3613 {
3614         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3615                 return -ENOSYS;
3616         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3617 }
3618 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3619
3620 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3621 {
3622         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3623                 return -ENOSYS;
3624         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3625 }
3626 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3627
3628 #ifdef CONFIG_NUMA
3629 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3630 {
3631         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3632 }
3633
3634 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3635                                 const char *buf, size_t length)
3636 {
3637         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3638
3639         if (n < 100)
3640                 s->defrag_ratio = n * 10;
3641         return length;
3642 }
3643 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3644 #endif
3645
3646 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3647         &slab_size_attr.attr,
3648         &object_size_attr.attr,
3649         &objs_per_slab_attr.attr,
3650         &order_attr.attr,
3651         &objects_attr.attr,
3652         &slabs_attr.attr,
3653         &partial_attr.attr,
3654         &cpu_slabs_attr.attr,
3655         &ctor_attr.attr,
3656         &aliases_attr.attr,
3657         &align_attr.attr,
3658         &sanity_checks_attr.attr,
3659         &trace_attr.attr,
3660         &hwcache_align_attr.attr,
3661         &reclaim_account_attr.attr,
3662         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3663         &red_zone_attr.attr,
3664         &poison_attr.attr,
3665         &store_user_attr.attr,
3666         &validate_attr.attr,
3667         &shrink_attr.attr,
3668         &alloc_calls_attr.attr,
3669         &free_calls_attr.attr,
3670 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3671         &cache_dma_attr.attr,
3672 #endif
3673 #ifdef CONFIG_NUMA
3674         &defrag_ratio_attr.attr,
3675 #endif
3676         NULL
3677 };
3678
3679 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3680         .attrs = slab_attrs,
3681 };
3682
3683 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3684                                 struct attribute *attr,
3685                                 char *buf)
3686 {
3687         struct slab_attribute *attribute;
3688         struct kmem_cache *s;
3689         int err;
3690
3691         attribute = to_slab_attr(attr);
3692         s = to_slab(kobj);
3693
3694         if (!attribute->show)
3695                 return -EIO;
3696
3697         err = attribute->show(s, buf);
3698
3699         return err;
3700 }
3701
3702 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3703                                 struct attribute *attr,
3704                                 const char *buf, size_t len)
3705 {
3706         struct slab_attribute *attribute;
3707         struct kmem_cache *s;
3708         int err;
3709
3710         attribute = to_slab_attr(attr);
3711         s = to_slab(kobj);
3712
3713         if (!attribute->store)
3714                 return -EIO;
3715
3716         err = attribute->store(s, buf, len);
3717
3718         return err;
3719 }
3720
3721 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3722         .show = slab_attr_show,
3723         .store = slab_attr_store,
3724 };
3725
3726 static struct kobj_type slab_ktype = {
3727         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3728 };
3729
3730 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3731 {
3732         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3733
3734         if (ktype == &slab_ktype)
3735                 return 1;
3736         return 0;
3737 }
3738
3739 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3740         .filter = uevent_filter,
3741 };
3742
3743 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3744
3745 #define ID_STR_LENGTH 64
3746
3747 /* Create a unique string id for a slab cache:
3748  * format
3749  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3750  */
3751 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3752 {
3753         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3754         char *p = name;
3755
3756         BUG_ON(!name);
3757
3758         *p++ = ':';
3759         /*
3760          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3761          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3762          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3763          * are matched during merging to guarantee that the id is
3764          * unique.
3765          */
3766         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3767                 *p++ = 'd';
3768         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3769                 *p++ = 'a';
3770         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3771                 *p++ = 'F';
3772         if (p != name + 1)
3773                 *p++ = '-';
3774         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3775         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3776         return name;
3777 }
3778
3779 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3780 {
3781         int err;
3782         const char *name;
3783         int unmergeable;
3784
3785         if (slab_state < SYSFS)
3786                 /* Defer until later */
3787                 return 0;
3788
3789         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3790         if (unmergeable) {
3791                 /*
3792                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3793                  * This is typically the case for debug situations. In that
3794                  * case we can catch duplicate names easily.
3795                  */
3796                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3797                 name = s->name;
3798         } else {
3799                 /*
3800                  * Create a unique name for the slab as a target
3801                  * for the symlinks.
3802                  */
3803                 name = create_unique_id(s);
3804         }
3805
3806         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3807         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3808         kobject_init(&s->kobj);
3809         err = kobject_add(&s->kobj);
3810         if (err)
3811                 return err;
3812
3813         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3814         if (err)
3815                 return err;
3816         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3817         if (!unmergeable) {
3818                 /* Setup first alias */
3819                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3820                 kfree(name);
3821         }
3822         return 0;
3823 }
3824
3825 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3826 {
3827         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3828         kobject_del(&s->kobj);
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3833  * available lest we loose that information.
3834  */
3835 struct saved_alias {
3836         struct kmem_cache *s;
3837         const char *name;
3838         struct saved_alias *next;
3839 };
3840
3841 static struct saved_alias *alias_list;
3842
3843 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3844 {
3845         struct saved_alias *al;
3846
3847         if (slab_state == SYSFS) {
3848                 /*
3849                  * If we have a leftover link then remove it.
3850                  */
3851                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3852                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3853                                                 &s->kobj, name);
3854         }
3855
3856         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3857         if (!al)
3858                 return -ENOMEM;
3859
3860         al->s = s;
3861         al->name = name;
3862         al->next = alias_list;
3863         alias_list = al;
3864         return 0;
3865 }
3866
3867 static int __init slab_sysfs_init(void)
3868 {
3869         struct kmem_cache *s;
3870         int err;
3871
3872         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3873         if (err) {
3874                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3875                 return -ENOSYS;
3876         }
3877
3878         slab_state = SYSFS;
3879
3880         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3881                 err = sysfs_slab_add(s);
3882                 if (err)
3883                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
3884                                                 " to sysfs\n", s->name);
3885         }
3886
3887         while (alias_list) {
3888                 struct saved_alias *al = alias_list;
3889
3890                 alias_list = alias_list->next;
3891                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3892                 if (err)
3893                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
3894                                         " %s to sysfs\n", s->name);
3895                 kfree(al);
3896         }
3897
3898         resiliency_test();
3899         return 0;
3900 }
3901
3902 __initcall(slab_sysfs_init);
3903 #endif