SLUB: Deal with annoying gcc warning on kfree()
[linux-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23 #include <linux/memory.h>
24
25 /*
26  * Lock order:
27  *   1. slab_lock(page)
28  *   2. slab->list_lock
29  *
30  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
31  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
32  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
33  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
34  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
35  *   the page_struct of the slab.
36  *
37  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
38  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
39  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
40  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
41  *   modified without taking the list lock).
42  *
43  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
44  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
45  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
46  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
47  *   the list lock.
48  *
49  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
50  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
51  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
52  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
53  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
54  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
55  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
56  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
57  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
58  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
59  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
60  *   no danger of cacheline contention.
61  *
62  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
63  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
64  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
65  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
66  *
67  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
68  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
69  *
70  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
71  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
72  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
73  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
74  * cannot scan all objects.
75  *
76  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
77  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
78  * fast frees and allocs.
79  *
80  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
81  *
82  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
83  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
84  *                      such as satisfying allocations for a specific
85  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
86  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
87  *                      list operations. It is up to the processor holding
88  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
89  *                      when the slab is no longer needed.
90  *
91  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
92  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
93  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
94  *                      freelist that allows lockless access to
95  *                      free objects in addition to the regular freelist
96  *                      that requires the slab lock.
97  *
98  * PageError            Slab requires special handling due to debug
99  *                      options set. This moves slab handling out of
100  *                      the fast path and disables lockless freelists.
101  */
102
103 #define FROZEN (1 << PG_active)
104
105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
106 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
107 #else
108 #define SLABDEBUG 0
109 #endif
110
111 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
112 {
113         return page->flags & FROZEN;
114 }
115
116 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
117 {
118         page->flags |= FROZEN;
119 }
120
121 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
122 {
123         page->flags &= ~FROZEN;
124 }
125
126 static inline int SlabDebug(struct page *page)
127 {
128         return page->flags & SLABDEBUG;
129 }
130
131 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
132 {
133         page->flags |= SLABDEBUG;
134 }
135
136 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
137 {
138         page->flags &= ~SLABDEBUG;
139 }
140
141 /*
142  * Issues still to be resolved:
143  *
144  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
145  *
146  * - Variable sizing of the per node arrays
147  */
148
149 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
150 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
151
152 #if PAGE_SHIFT <= 12
153
154 /*
155  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
156  */
157 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
158 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
159
160 #else
161
162 /*
163  * Large page machines are customarily able to handle larger
164  * page orders.
165  */
166 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
167 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
168
169 #endif
170
171 /*
172  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
173  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
174  */
175 #define MIN_PARTIAL 5
176
177 /*
178  * Maximum number of desirable partial slabs.
179  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
180  * sort the partial list by the number of objects in the.
181  */
182 #define MAX_PARTIAL 10
183
184 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
185                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
186
187 /*
188  * Set of flags that will prevent slab merging
189  */
190 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
191                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
192
193 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
194                 SLAB_CACHE_DMA)
195
196 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
197 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
198 #endif
199
200 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
201 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 /* Internal SLUB flags */
205 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
206 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
207
208 /* Not all arches define cache_line_size */
209 #ifndef cache_line_size
210 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
211 #endif
212
213 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
214
215 #ifdef CONFIG_SMP
216 static struct notifier_block slab_notifier;
217 #endif
218
219 static enum {
220         DOWN,           /* No slab functionality available */
221         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
222         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
223         SYSFS           /* Sysfs up */
224 } slab_state = DOWN;
225
226 /* A list of all slab caches on the system */
227 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
228 static LIST_HEAD(slab_caches);
229
230 /*
231  * Tracking user of a slab.
232  */
233 struct track {
234         void *addr;             /* Called from address */
235         int cpu;                /* Was running on cpu */
236         int pid;                /* Pid context */
237         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
238 };
239
240 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
241
242 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
243 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
244 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
245 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
246 #else
247 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
248 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
249                                                         { return 0; }
250 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
251 {
252         kfree(s);
253 }
254 #endif
255
256 /********************************************************************
257  *                      Core slab cache functions
258  *******************************************************************/
259
260 int slab_is_available(void)
261 {
262         return slab_state >= UP;
263 }
264
265 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
266 {
267 #ifdef CONFIG_NUMA
268         return s->node[node];
269 #else
270         return &s->local_node;
271 #endif
272 }
273
274 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
275 {
276 #ifdef CONFIG_SMP
277         return s->cpu_slab[cpu];
278 #else
279         return &s->cpu_slab;
280 #endif
281 }
282
283 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
284                                 struct page *page, const void *object)
285 {
286         void *base;
287
288         if (!object)
289                 return 1;
290
291         base = page_address(page);
292         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
293                 (object - base) % s->size) {
294                 return 0;
295         }
296
297         return 1;
298 }
299
300 /*
301  * Slow version of get and set free pointer.
302  *
303  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
304  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
305  * from the page struct.
306  */
307 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
308 {
309         return *(void **)(object + s->offset);
310 }
311
312 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
313 {
314         *(void **)(object + s->offset) = fp;
315 }
316
317 /* Loop over all objects in a slab */
318 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
319         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
320                         __p += (__s)->size)
321
322 /* Scan freelist */
323 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
324         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
325
326 /* Determine object index from a given position */
327 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
328 {
329         return (p - addr) / s->size;
330 }
331
332 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
333 /*
334  * Debug settings:
335  */
336 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
337 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
338 #else
339 static int slub_debug;
340 #endif
341
342 static char *slub_debug_slabs;
343
344 /*
345  * Object debugging
346  */
347 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
348 {
349         int i, offset;
350         int newline = 1;
351         char ascii[17];
352
353         ascii[16] = 0;
354
355         for (i = 0; i < length; i++) {
356                 if (newline) {
357                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
358                         newline = 0;
359                 }
360                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
361                 offset = i % 16;
362                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
363                 if (offset == 15) {
364                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
365                         newline = 1;
366                 }
367         }
368         if (!newline) {
369                 i %= 16;
370                 while (i < 16) {
371                         printk(KERN_CONT "   ");
372                         ascii[i] = ' ';
373                         i++;
374                 }
375                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
376         }
377 }
378
379 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
380         enum track_item alloc)
381 {
382         struct track *p;
383
384         if (s->offset)
385                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
386         else
387                 p = object + s->inuse;
388
389         return p + alloc;
390 }
391
392 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
393                                 enum track_item alloc, void *addr)
394 {
395         struct track *p;
396
397         if (s->offset)
398                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
399         else
400                 p = object + s->inuse;
401
402         p += alloc;
403         if (addr) {
404                 p->addr = addr;
405                 p->cpu = smp_processor_id();
406                 p->pid = current ? current->pid : -1;
407                 p->when = jiffies;
408         } else
409                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
410 }
411
412 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
413 {
414         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
415                 return;
416
417         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
418         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
419 }
420
421 static void print_track(const char *s, struct track *t)
422 {
423         if (!t->addr)
424                 return;
425
426         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
427         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
428         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
429 }
430
431 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
432 {
433         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
434                 return;
435
436         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
437         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
438 }
439
440 static void print_page_info(struct page *page)
441 {
442         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
443                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
444
445 }
446
447 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
448 {
449         va_list args;
450         char buf[100];
451
452         va_start(args, fmt);
453         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
454         va_end(args);
455         printk(KERN_ERR "========================================"
456                         "=====================================\n");
457         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
458         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
459                         "-------------------------------------\n\n");
460 }
461
462 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
463 {
464         va_list args;
465         char buf[100];
466
467         va_start(args, fmt);
468         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
469         va_end(args);
470         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
471 }
472
473 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
474 {
475         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
476         u8 *addr = page_address(page);
477
478         print_tracking(s, p);
479
480         print_page_info(page);
481
482         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
483                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
484
485         if (p > addr + 16)
486                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
487
488         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
489
490         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
491                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
492                         s->inuse - s->objsize);
493
494         if (s->offset)
495                 off = s->offset + sizeof(void *);
496         else
497                 off = s->inuse;
498
499         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
500                 off += 2 * sizeof(struct track);
501
502         if (off != s->size)
503                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
504                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
505
506         dump_stack();
507 }
508
509 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
510                         u8 *object, char *reason)
511 {
512         slab_bug(s, reason);
513         print_trailer(s, page, object);
514 }
515
516 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
517 {
518         va_list args;
519         char buf[100];
520
521         va_start(args, fmt);
522         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
523         va_end(args);
524         slab_bug(s, fmt);
525         print_page_info(page);
526         dump_stack();
527 }
528
529 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
530 {
531         u8 *p = object;
532
533         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
534                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
535                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
536         }
537
538         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
539                 memset(p + s->objsize,
540                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
541                         s->inuse - s->objsize);
542 }
543
544 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
545 {
546         while (bytes) {
547                 if (*start != (u8)value)
548                         return start;
549                 start++;
550                 bytes--;
551         }
552         return NULL;
553 }
554
555 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
556                                                 void *from, void *to)
557 {
558         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
559         memset(from, data, to - from);
560 }
561
562 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
563                         u8 *object, char *what,
564                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
565 {
566         u8 *fault;
567         u8 *end;
568
569         fault = check_bytes(start, value, bytes);
570         if (!fault)
571                 return 1;
572
573         end = start + bytes;
574         while (end > fault && end[-1] == value)
575                 end--;
576
577         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
578         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
579                                         fault, end - 1, fault[0], value);
580         print_trailer(s, page, object);
581
582         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
583         return 0;
584 }
585
586 /*
587  * Object layout:
588  *
589  * object address
590  *      Bytes of the object to be managed.
591  *      If the freepointer may overlay the object then the free
592  *      pointer is the first word of the object.
593  *
594  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
595  *      0xa5 (POISON_END)
596  *
597  * object + s->objsize
598  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
599  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
600  *      objsize == inuse.
601  *
602  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
603  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
604  *
605  * object + s->inuse
606  *      Meta data starts here.
607  *
608  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
609  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
610  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
611  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
612  *              before the word boundary.
613  *
614  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
615  *
616  * object + s->size
617  *      Nothing is used beyond s->size.
618  *
619  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
620  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
621  * may be used with merged slabcaches.
622  */
623
624 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
625 {
626         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
627
628         if (s->offset)
629                 /* Freepointer is placed after the object. */
630                 off += sizeof(void *);
631
632         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
633                 /* We also have user information there */
634                 off += 2 * sizeof(struct track);
635
636         if (s->size == off)
637                 return 1;
638
639         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
640                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
641 }
642
643 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
644 {
645         u8 *start;
646         u8 *fault;
647         u8 *end;
648         int length;
649         int remainder;
650
651         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
652                 return 1;
653
654         start = page_address(page);
655         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
656         length = s->objects * s->size;
657         remainder = end - (start + length);
658         if (!remainder)
659                 return 1;
660
661         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
662         if (!fault)
663                 return 1;
664         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
665                 end--;
666
667         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
668         print_section("Padding", start, length);
669
670         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
671         return 0;
672 }
673
674 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
675                                         void *object, int active)
676 {
677         u8 *p = object;
678         u8 *endobject = object + s->objsize;
679
680         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
681                 unsigned int red =
682                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
683
684                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
685                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
686                         return 0;
687         } else {
688                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
689                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
690                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
691         }
692
693         if (s->flags & SLAB_POISON) {
694                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
695                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
696                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
697                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
698                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
699                         return 0;
700                 /*
701                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
702                  */
703                 check_pad_bytes(s, page, p);
704         }
705
706         if (!s->offset && active)
707                 /*
708                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
709                  * freepointer while object is allocated.
710                  */
711                 return 1;
712
713         /* Check free pointer validity */
714         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
715                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
716                 /*
717                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
718                  * of the free objects in this slab. May cause
719                  * another error because the object count is now wrong.
720                  */
721                 set_freepointer(s, p, NULL);
722                 return 0;
723         }
724         return 1;
725 }
726
727 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
728 {
729         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
730
731         if (!PageSlab(page)) {
732                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
733                 return 0;
734         }
735         if (page->inuse > s->objects) {
736                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
737                         s->name, page->inuse, s->objects);
738                 return 0;
739         }
740         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
741         slab_pad_check(s, page);
742         return 1;
743 }
744
745 /*
746  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
747  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
748  */
749 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
750 {
751         int nr = 0;
752         void *fp = page->freelist;
753         void *object = NULL;
754
755         while (fp && nr <= s->objects) {
756                 if (fp == search)
757                         return 1;
758                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
759                         if (object) {
760                                 object_err(s, page, object,
761                                         "Freechain corrupt");
762                                 set_freepointer(s, object, NULL);
763                                 break;
764                         } else {
765                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
766                                 page->freelist = NULL;
767                                 page->inuse = s->objects;
768                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
769                                 return 0;
770                         }
771                         break;
772                 }
773                 object = fp;
774                 fp = get_freepointer(s, object);
775                 nr++;
776         }
777
778         if (page->inuse != s->objects - nr) {
779                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
780                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
781                 page->inuse = s->objects - nr;
782                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
783         }
784         return search == NULL;
785 }
786
787 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
788 {
789         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
790                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
791                         s->name,
792                         alloc ? "alloc" : "free",
793                         object, page->inuse,
794                         page->freelist);
795
796                 if (!alloc)
797                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
798
799                 dump_stack();
800         }
801 }
802
803 /*
804  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
805  */
806 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
807 {
808         spin_lock(&n->list_lock);
809         list_add(&page->lru, &n->full);
810         spin_unlock(&n->list_lock);
811 }
812
813 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
814 {
815         struct kmem_cache_node *n;
816
817         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
818                 return;
819
820         n = get_node(s, page_to_nid(page));
821
822         spin_lock(&n->list_lock);
823         list_del(&page->lru);
824         spin_unlock(&n->list_lock);
825 }
826
827 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
828                                                                 void *object)
829 {
830         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
831                 return;
832
833         init_object(s, object, 0);
834         init_tracking(s, object);
835 }
836
837 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
838                                                 void *object, void *addr)
839 {
840         if (!check_slab(s, page))
841                 goto bad;
842
843         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
844                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
845                 goto bad;
846         }
847
848         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
849                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
850                 goto bad;
851         }
852
853         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
854                 goto bad;
855
856         /* Success perform special debug activities for allocs */
857         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
858                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
859         trace(s, page, object, 1);
860         init_object(s, object, 1);
861         return 1;
862
863 bad:
864         if (PageSlab(page)) {
865                 /*
866                  * If this is a slab page then lets do the best we can
867                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
868                  * as used avoids touching the remaining objects.
869                  */
870                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
871                 page->inuse = s->objects;
872                 page->freelist = NULL;
873         }
874         return 0;
875 }
876
877 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
878                                                 void *object, void *addr)
879 {
880         if (!check_slab(s, page))
881                 goto fail;
882
883         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
884                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
885                 goto fail;
886         }
887
888         if (on_freelist(s, page, object)) {
889                 object_err(s, page, object, "Object already free");
890                 goto fail;
891         }
892
893         if (!check_object(s, page, object, 1))
894                 return 0;
895
896         if (unlikely(s != page->slab)) {
897                 if (!PageSlab(page))
898                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
899                                 "outside of slab", object);
900                 else
901                 if (!page->slab) {
902                         printk(KERN_ERR
903                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
904                                                 object);
905                         dump_stack();
906                 } else
907                         object_err(s, page, object,
908                                         "page slab pointer corrupt.");
909                 goto fail;
910         }
911
912         /* Special debug activities for freeing objects */
913         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
914                 remove_full(s, page);
915         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
916                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
917         trace(s, page, object, 0);
918         init_object(s, object, 0);
919         return 1;
920
921 fail:
922         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
923         return 0;
924 }
925
926 static int __init setup_slub_debug(char *str)
927 {
928         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
929         if (*str++ != '=' || !*str)
930                 /*
931                  * No options specified. Switch on full debugging.
932                  */
933                 goto out;
934
935         if (*str == ',')
936                 /*
937                  * No options but restriction on slabs. This means full
938                  * debugging for slabs matching a pattern.
939                  */
940                 goto check_slabs;
941
942         slub_debug = 0;
943         if (*str == '-')
944                 /*
945                  * Switch off all debugging measures.
946                  */
947                 goto out;
948
949         /*
950          * Determine which debug features should be switched on
951          */
952         for (; *str && *str != ','; str++) {
953                 switch (tolower(*str)) {
954                 case 'f':
955                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
956                         break;
957                 case 'z':
958                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
959                         break;
960                 case 'p':
961                         slub_debug |= SLAB_POISON;
962                         break;
963                 case 'u':
964                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
965                         break;
966                 case 't':
967                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
968                         break;
969                 default:
970                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
971                                 "unknown. skipped\n", *str);
972                 }
973         }
974
975 check_slabs:
976         if (*str == ',')
977                 slub_debug_slabs = str + 1;
978 out:
979         return 1;
980 }
981
982 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
983
984 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
985         unsigned long flags, const char *name,
986         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
987 {
988         /*
989          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
990          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
991          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
992          * object anymore.
993          *
994          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
995          * the limit is 512k.
996          *
997          * Debugging or ctor may create a need to move the free
998          * pointer. Fail if this happens.
999          */
1000         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
1001                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1002                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1003                 BUG_ON(ctor);
1004         } else {
1005                 /*
1006                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1007                  */
1008                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1009                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1010                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1011                                 flags |= slub_debug;
1012         }
1013
1014         return flags;
1015 }
1016 #else
1017 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1018                         struct page *page, void *object) {}
1019
1020 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1021         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1022
1023 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1024         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1025
1026 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1027                         { return 1; }
1028 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1029                         void *object, int active) { return 1; }
1030 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1031 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1032         unsigned long flags, const char *name,
1033         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1034 {
1035         return flags;
1036 }
1037 #define slub_debug 0
1038 #endif
1039 /*
1040  * Slab allocation and freeing
1041  */
1042 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1043 {
1044         struct page *page;
1045         int pages = 1 << s->order;
1046
1047         if (s->order)
1048                 flags |= __GFP_COMP;
1049
1050         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1051                 flags |= SLUB_DMA;
1052
1053         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1054                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1055
1056         if (node == -1)
1057                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1058         else
1059                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1060
1061         if (!page)
1062                 return NULL;
1063
1064         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1065                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1066                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1067                 pages);
1068
1069         return page;
1070 }
1071
1072 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1073                                 void *object)
1074 {
1075         setup_object_debug(s, page, object);
1076         if (unlikely(s->ctor))
1077                 s->ctor(s, object);
1078 }
1079
1080 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1081 {
1082         struct page *page;
1083         struct kmem_cache_node *n;
1084         void *start;
1085         void *last;
1086         void *p;
1087
1088         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1089
1090         page = allocate_slab(s,
1091                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1092         if (!page)
1093                 goto out;
1094
1095         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1096         if (n)
1097                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1098         page->slab = s;
1099         page->flags |= 1 << PG_slab;
1100         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1101                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1102                 SetSlabDebug(page);
1103
1104         start = page_address(page);
1105
1106         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1107                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1108
1109         last = start;
1110         for_each_object(p, s, start) {
1111                 setup_object(s, page, last);
1112                 set_freepointer(s, last, p);
1113                 last = p;
1114         }
1115         setup_object(s, page, last);
1116         set_freepointer(s, last, NULL);
1117
1118         page->freelist = start;
1119         page->inuse = 0;
1120 out:
1121         return page;
1122 }
1123
1124 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1125 {
1126         int pages = 1 << s->order;
1127
1128         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1129                 void *p;
1130
1131                 slab_pad_check(s, page);
1132                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1133                         check_object(s, page, p, 0);
1134                 ClearSlabDebug(page);
1135         }
1136
1137         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1138                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1139                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1140                 -pages);
1141
1142         __free_pages(page, s->order);
1143 }
1144
1145 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1146 {
1147         struct page *page;
1148
1149         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1150         __free_slab(page->slab, page);
1151 }
1152
1153 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1154 {
1155         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1156                 /*
1157                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1158                  */
1159                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1160
1161                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1162         } else
1163                 __free_slab(s, page);
1164 }
1165
1166 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1167 {
1168         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1169
1170         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1171         reset_page_mapcount(page);
1172         __ClearPageSlab(page);
1173         free_slab(s, page);
1174 }
1175
1176 /*
1177  * Per slab locking using the pagelock
1178  */
1179 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1180 {
1181         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1182 }
1183
1184 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1185 {
1186         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1187 }
1188
1189 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1190 {
1191         int rc = 1;
1192
1193         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1194         return rc;
1195 }
1196
1197 /*
1198  * Management of partially allocated slabs
1199  */
1200 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1201                                 struct page *page, int tail)
1202 {
1203         spin_lock(&n->list_lock);
1204         n->nr_partial++;
1205         if (tail)
1206                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1207         else
1208                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1209         spin_unlock(&n->list_lock);
1210 }
1211
1212 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1213                                                 struct page *page)
1214 {
1215         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1216
1217         spin_lock(&n->list_lock);
1218         list_del(&page->lru);
1219         n->nr_partial--;
1220         spin_unlock(&n->list_lock);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Lock slab and remove from the partial list.
1225  *
1226  * Must hold list_lock.
1227  */
1228 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1229 {
1230         if (slab_trylock(page)) {
1231                 list_del(&page->lru);
1232                 n->nr_partial--;
1233                 SetSlabFrozen(page);
1234                 return 1;
1235         }
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 /*
1240  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1241  */
1242 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1243 {
1244         struct page *page;
1245
1246         /*
1247          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1248          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1249          * partial slab and there is none available then get_partials()
1250          * will return NULL.
1251          */
1252         if (!n || !n->nr_partial)
1253                 return NULL;
1254
1255         spin_lock(&n->list_lock);
1256         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1257                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1258                         goto out;
1259         page = NULL;
1260 out:
1261         spin_unlock(&n->list_lock);
1262         return page;
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1267  */
1268 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1269 {
1270 #ifdef CONFIG_NUMA
1271         struct zonelist *zonelist;
1272         struct zone **z;
1273         struct page *page;
1274
1275         /*
1276          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1277          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1278          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1279          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1280          *
1281          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1282          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1283          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1284          * from other nodes and filled up.
1285          *
1286          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1287          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1288          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1289          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1290          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1291          * with available objects.
1292          */
1293         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1294                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1295                 return NULL;
1296
1297         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1298                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1299         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1300                 struct kmem_cache_node *n;
1301
1302                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1303
1304                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1305                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1306                         page = get_partial_node(n);
1307                         if (page)
1308                                 return page;
1309                 }
1310         }
1311 #endif
1312         return NULL;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Get a partial page, lock it and return it.
1317  */
1318 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1319 {
1320         struct page *page;
1321         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1322
1323         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1324         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1325                 return page;
1326
1327         return get_any_partial(s, flags);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Move a page back to the lists.
1332  *
1333  * Must be called with the slab lock held.
1334  *
1335  * On exit the slab lock will have been dropped.
1336  */
1337 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1338 {
1339         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1340
1341         ClearSlabFrozen(page);
1342         if (page->inuse) {
1343
1344                 if (page->freelist)
1345                         add_partial(n, page, tail);
1346                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1347                         add_full(n, page);
1348                 slab_unlock(page);
1349
1350         } else {
1351                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1352                         /*
1353                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1354                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1355                          * to come after the other slabs with objects in
1356                          * order to fill them up. That way the size of the
1357                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1358                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1359                          */
1360                         add_partial(n, page, 1);
1361                         slab_unlock(page);
1362                 } else {
1363                         slab_unlock(page);
1364                         discard_slab(s, page);
1365                 }
1366         }
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Remove the cpu slab
1371  */
1372 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1373 {
1374         struct page *page = c->page;
1375         int tail = 1;
1376         /*
1377          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1378          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1379          * to occur.
1380          */
1381         while (unlikely(c->freelist)) {
1382                 void **object;
1383
1384                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1385
1386                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1387                 object = c->freelist;
1388                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1389
1390                 /* And put onto the regular freelist */
1391                 object[c->offset] = page->freelist;
1392                 page->freelist = object;
1393                 page->inuse--;
1394         }
1395         c->page = NULL;
1396         unfreeze_slab(s, page, tail);
1397 }
1398
1399 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1400 {
1401         slab_lock(c->page);
1402         deactivate_slab(s, c);
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Flush cpu slab.
1407  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1408  */
1409 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1410 {
1411         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1412
1413         if (likely(c && c->page))
1414                 flush_slab(s, c);
1415 }
1416
1417 static void flush_cpu_slab(void *d)
1418 {
1419         struct kmem_cache *s = d;
1420
1421         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1422 }
1423
1424 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1425 {
1426 #ifdef CONFIG_SMP
1427         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1428 #else
1429         unsigned long flags;
1430
1431         local_irq_save(flags);
1432         flush_cpu_slab(s);
1433         local_irq_restore(flags);
1434 #endif
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1439  * locality expectations.
1440  */
1441 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1442 {
1443 #ifdef CONFIG_NUMA
1444         if (node != -1 && c->node != node)
1445                 return 0;
1446 #endif
1447         return 1;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1452  * debugging duties.
1453  *
1454  * Interrupts are disabled.
1455  *
1456  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1457  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1458  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1459  *
1460  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1461  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1462  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1463  *
1464  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1465  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1466  */
1467 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1468                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1469 {
1470         void **object;
1471         struct page *new;
1472
1473         if (!c->page)
1474                 goto new_slab;
1475
1476         slab_lock(c->page);
1477         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1478                 goto another_slab;
1479 load_freelist:
1480         object = c->page->freelist;
1481         if (unlikely(!object))
1482                 goto another_slab;
1483         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1484                 goto debug;
1485
1486         object = c->page->freelist;
1487         c->freelist = object[c->offset];
1488         c->page->inuse = s->objects;
1489         c->page->freelist = NULL;
1490         c->node = page_to_nid(c->page);
1491         slab_unlock(c->page);
1492         return object;
1493
1494 another_slab:
1495         deactivate_slab(s, c);
1496
1497 new_slab:
1498         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1499         if (new) {
1500                 c->page = new;
1501                 goto load_freelist;
1502         }
1503
1504         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1505                 local_irq_enable();
1506
1507         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1508
1509         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1510                 local_irq_disable();
1511
1512         if (new) {
1513                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1514                 if (c->page)
1515                         flush_slab(s, c);
1516                 slab_lock(new);
1517                 SetSlabFrozen(new);
1518                 c->page = new;
1519                 goto load_freelist;
1520         }
1521         return NULL;
1522 debug:
1523         object = c->page->freelist;
1524         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1525                 goto another_slab;
1526
1527         c->page->inuse++;
1528         c->page->freelist = object[c->offset];
1529         c->node = -1;
1530         slab_unlock(c->page);
1531         return object;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1536  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1537  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1538  *
1539  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1540  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1541  *
1542  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1543  */
1544 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1545                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1546 {
1547         void **object;
1548         unsigned long flags;
1549         struct kmem_cache_cpu *c;
1550
1551         local_irq_save(flags);
1552         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1553         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1554
1555                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1556
1557         else {
1558                 object = c->freelist;
1559                 c->freelist = object[c->offset];
1560         }
1561         local_irq_restore(flags);
1562
1563         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1564                 memset(object, 0, c->objsize);
1565
1566         return object;
1567 }
1568
1569 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1570 {
1571         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1572 }
1573 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1574
1575 #ifdef CONFIG_NUMA
1576 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1577 {
1578         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1579 }
1580 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1581 #endif
1582
1583 /*
1584  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1585  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1586  *
1587  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1588  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1589  * handling required then we can return immediately.
1590  */
1591 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1592                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1593 {
1594         void *prior;
1595         void **object = (void *)x;
1596
1597         slab_lock(page);
1598
1599         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1600                 goto debug;
1601 checks_ok:
1602         prior = object[offset] = page->freelist;
1603         page->freelist = object;
1604         page->inuse--;
1605
1606         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1607                 goto out_unlock;
1608
1609         if (unlikely(!page->inuse))
1610                 goto slab_empty;
1611
1612         /*
1613          * Objects left in the slab. If it
1614          * was not on the partial list before
1615          * then add it.
1616          */
1617         if (unlikely(!prior))
1618                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1619
1620 out_unlock:
1621         slab_unlock(page);
1622         return;
1623
1624 slab_empty:
1625         if (prior)
1626                 /*
1627                  * Slab still on the partial list.
1628                  */
1629                 remove_partial(s, page);
1630
1631         slab_unlock(page);
1632         discard_slab(s, page);
1633         return;
1634
1635 debug:
1636         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1637                 goto out_unlock;
1638         goto checks_ok;
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1643  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1644  *
1645  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1646  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1647  * the item before.
1648  *
1649  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1650  * with all sorts of special processing.
1651  */
1652 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1653                         struct page *page, void *x, void *addr)
1654 {
1655         void **object = (void *)x;
1656         unsigned long flags;
1657         struct kmem_cache_cpu *c;
1658
1659         local_irq_save(flags);
1660         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1661         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1662         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1663                 object[c->offset] = c->freelist;
1664                 c->freelist = object;
1665         } else
1666                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1667
1668         local_irq_restore(flags);
1669 }
1670
1671 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1672 {
1673         struct page *page;
1674
1675         page = virt_to_head_page(x);
1676
1677         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1678 }
1679 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1680
1681 /* Figure out on which slab object the object resides */
1682 static struct page *get_object_page(const void *x)
1683 {
1684         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1685
1686         if (!PageSlab(page))
1687                 return NULL;
1688
1689         return page;
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1694  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1695  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1696  * another.
1697  *
1698  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1699  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1700  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1701  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1702  * locking overhead.
1703  */
1704
1705 /*
1706  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1707  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1708  * and increases the number of allocations possible without having to
1709  * take the list_lock.
1710  */
1711 static int slub_min_order;
1712 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1713 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1714
1715 /*
1716  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1717  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1718  */
1719 static int slub_nomerge;
1720
1721 /*
1722  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1723  *
1724  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1725  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1726  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1727  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1728  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1729  * would be wasted.
1730  *
1731  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1732  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1733  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1734  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1735  *
1736  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1737  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1738  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1739  * of space in favor of a small page order.
1740  *
1741  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1742  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1743  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1744  * the smallest order which will fit the object.
1745  */
1746 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1747                                 int max_order, int fract_leftover)
1748 {
1749         int order;
1750         int rem;
1751         int min_order = slub_min_order;
1752
1753         for (order = max(min_order,
1754                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1755                         order <= max_order; order++) {
1756
1757                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1758
1759                 if (slab_size < min_objects * size)
1760                         continue;
1761
1762                 rem = slab_size % size;
1763
1764                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1765                         break;
1766
1767         }
1768
1769         return order;
1770 }
1771
1772 static inline int calculate_order(int size)
1773 {
1774         int order;
1775         int min_objects;
1776         int fraction;
1777
1778         /*
1779          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1780          * works by first attempting to generate a layout with
1781          * the best configuration and backing off gradually.
1782          *
1783          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1784          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1785          */
1786         min_objects = slub_min_objects;
1787         while (min_objects > 1) {
1788                 fraction = 8;
1789                 while (fraction >= 4) {
1790                         order = slab_order(size, min_objects,
1791                                                 slub_max_order, fraction);
1792                         if (order <= slub_max_order)
1793                                 return order;
1794                         fraction /= 2;
1795                 }
1796                 min_objects /= 2;
1797         }
1798
1799         /*
1800          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1801          * lets see if we can place a single object there.
1802          */
1803         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1804         if (order <= slub_max_order)
1805                 return order;
1806
1807         /*
1808          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1809          */
1810         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1811         if (order <= MAX_ORDER)
1812                 return order;
1813         return -ENOSYS;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1818  */
1819 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1820                 unsigned long align, unsigned long size)
1821 {
1822         /*
1823          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1824          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1825          * large.
1826          *
1827          * The hardware cache alignment cannot override the
1828          * specified alignment though. If that is greater
1829          * then use it.
1830          */
1831         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1832                         size > cache_line_size() / 2)
1833                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1834
1835         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1836                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1837
1838         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1839 }
1840
1841 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1842                         struct kmem_cache_cpu *c)
1843 {
1844         c->page = NULL;
1845         c->freelist = NULL;
1846         c->node = 0;
1847         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1848         c->objsize = s->objsize;
1849 }
1850
1851 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1852 {
1853         n->nr_partial = 0;
1854         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1855         spin_lock_init(&n->list_lock);
1856         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1857 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1858         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1859 #endif
1860 }
1861
1862 #ifdef CONFIG_SMP
1863 /*
1864  * Per cpu array for per cpu structures.
1865  *
1866  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1867  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1868  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1869  * beneficial for the kmalloc caches.
1870  *
1871  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1872  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1873  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1874  *
1875  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1876  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1877  */
1878 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1879
1880 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1881                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1882
1883 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1884 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1885
1886 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1887                                                         int cpu, gfp_t flags)
1888 {
1889         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1890
1891         if (c)
1892                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1893                                 (void *)c->freelist;
1894         else {
1895                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1896                 c = kmalloc_node(
1897                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1898                         flags, cpu_to_node(cpu));
1899                 if (!c)
1900                         return NULL;
1901         }
1902
1903         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1904         return c;
1905 }
1906
1907 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1908 {
1909         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1910                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1911                 kfree(c);
1912                 return;
1913         }
1914         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1915         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1916 }
1917
1918 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1919 {
1920         int cpu;
1921
1922         for_each_online_cpu(cpu) {
1923                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1924
1925                 if (c) {
1926                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1927                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1928                 }
1929         }
1930 }
1931
1932 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1933 {
1934         int cpu;
1935
1936         for_each_online_cpu(cpu) {
1937                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1938
1939                 if (c)
1940                         continue;
1941
1942                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1943                 if (!c) {
1944                         free_kmem_cache_cpus(s);
1945                         return 0;
1946                 }
1947                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1948         }
1949         return 1;
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Initialize the per cpu array.
1954  */
1955 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1956 {
1957         int i;
1958
1959         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1960                 return;
1961
1962         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1963                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1964
1965         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1966 }
1967
1968 static void __init init_alloc_cpu(void)
1969 {
1970         int cpu;
1971
1972         for_each_online_cpu(cpu)
1973                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1974   }
1975
1976 #else
1977 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1978 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1979
1980 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1981 {
1982         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
1983         return 1;
1984 }
1985 #endif
1986
1987 #ifdef CONFIG_NUMA
1988 /*
1989  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1990  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1991  * possible.
1992  *
1993  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1994  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
1995  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
1996  */
1997 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1998                                                            int node)
1999 {
2000         struct page *page;
2001         struct kmem_cache_node *n;
2002         unsigned long flags;
2003
2004         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2005
2006         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2007
2008         BUG_ON(!page);
2009         if (page_to_nid(page) != node) {
2010                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2011                                 "node %d\n", node);
2012                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2013                                 "in order to be able to continue\n");
2014         }
2015
2016         n = page->freelist;
2017         BUG_ON(!n);
2018         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2019         page->inuse++;
2020         kmalloc_caches->node[node] = n;
2021 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2022         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2023         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2024 #endif
2025         init_kmem_cache_node(n);
2026         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2027         /*
2028          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2029          * so even though there cannot be a race this early in
2030          * the boot sequence, we still disable irqs.
2031          */
2032         local_irq_save(flags);
2033         add_partial(n, page, 0);
2034         local_irq_restore(flags);
2035         return n;
2036 }
2037
2038 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2039 {
2040         int node;
2041
2042         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2043                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2044                 if (n && n != &s->local_node)
2045                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2046                 s->node[node] = NULL;
2047         }
2048 }
2049
2050 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2051 {
2052         int node;
2053         int local_node;
2054
2055         if (slab_state >= UP)
2056                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2057         else
2058                 local_node = 0;
2059
2060         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2061                 struct kmem_cache_node *n;
2062
2063                 if (local_node == node)
2064                         n = &s->local_node;
2065                 else {
2066                         if (slab_state == DOWN) {
2067                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2068                                                                 node);
2069                                 continue;
2070                         }
2071                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2072                                                         gfpflags, node);
2073
2074                         if (!n) {
2075                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2076                                 return 0;
2077                         }
2078
2079                 }
2080                 s->node[node] = n;
2081                 init_kmem_cache_node(n);
2082         }
2083         return 1;
2084 }
2085 #else
2086 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2087 {
2088 }
2089
2090 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2091 {
2092         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2093         return 1;
2094 }
2095 #endif
2096
2097 /*
2098  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2099  * a slab object.
2100  */
2101 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2102 {
2103         unsigned long flags = s->flags;
2104         unsigned long size = s->objsize;
2105         unsigned long align = s->align;
2106
2107         /*
2108          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2109          * the slab may touch the object after free or before allocation
2110          * then we should never poison the object itself.
2111          */
2112         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2113                         !s->ctor)
2114                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2115         else
2116                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2117
2118         /*
2119          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2120          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2121          * the possible location of the free pointer.
2122          */
2123         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2124
2125 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2126         /*
2127          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2128          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2129          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2130          */
2131         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2132                 size += sizeof(void *);
2133 #endif
2134
2135         /*
2136          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2137          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2138          */
2139         s->inuse = size;
2140
2141         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2142                 s->ctor)) {
2143                 /*
2144                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2145                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2146                  * kmem_cache_free.
2147                  *
2148                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2149                  * destructor or are poisoning the objects.
2150                  */
2151                 s->offset = size;
2152                 size += sizeof(void *);
2153         }
2154
2155 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2156         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2157                 /*
2158                  * Need to store information about allocs and frees after
2159                  * the object.
2160                  */
2161                 size += 2 * sizeof(struct track);
2162
2163         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2164                 /*
2165                  * Add some empty padding so that we can catch
2166                  * overwrites from earlier objects rather than let
2167                  * tracking information or the free pointer be
2168                  * corrupted if an user writes before the start
2169                  * of the object.
2170                  */
2171                 size += sizeof(void *);
2172 #endif
2173
2174         /*
2175          * Determine the alignment based on various parameters that the
2176          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2177          * on bootup.
2178          */
2179         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2180
2181         /*
2182          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2183          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2184          * each object to conform to the alignment.
2185          */
2186         size = ALIGN(size, align);
2187         s->size = size;
2188
2189         s->order = calculate_order(size);
2190         if (s->order < 0)
2191                 return 0;
2192
2193         /*
2194          * Determine the number of objects per slab
2195          */
2196         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2197
2198         return !!s->objects;
2199
2200 }
2201
2202 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2203                 const char *name, size_t size,
2204                 size_t align, unsigned long flags,
2205                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2206 {
2207         memset(s, 0, kmem_size);
2208         s->name = name;
2209         s->ctor = ctor;
2210         s->objsize = size;
2211         s->align = align;
2212         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2213
2214         if (!calculate_sizes(s))
2215                 goto error;
2216
2217         s->refcount = 1;
2218 #ifdef CONFIG_NUMA
2219         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2220 #endif
2221         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2222                 goto error;
2223
2224         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2225                 return 1;
2226         free_kmem_cache_nodes(s);
2227 error:
2228         if (flags & SLAB_PANIC)
2229                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2230                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2231                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2232                         s->offset, flags);
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Check if a given pointer is valid
2238  */
2239 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2240 {
2241         struct page *page;
2242
2243         page = get_object_page(object);
2244
2245         if (!page || s != page->slab)
2246                 /* No slab or wrong slab */
2247                 return 0;
2248
2249         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2250                 return 0;
2251
2252         /*
2253          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2254          * But this would be too expensive and it seems that the main
2255          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2256          * to a certain slab.
2257          */
2258         return 1;
2259 }
2260 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2261
2262 /*
2263  * Determine the size of a slab object
2264  */
2265 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2266 {
2267         return s->objsize;
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2270
2271 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2272 {
2273         return s->name;
2274 }
2275 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2276
2277 /*
2278  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2279  * were unable to free.
2280  */
2281 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2282                         struct list_head *list)
2283 {
2284         int slabs_inuse = 0;
2285         unsigned long flags;
2286         struct page *page, *h;
2287
2288         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2289         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2290                 if (!page->inuse) {
2291                         list_del(&page->lru);
2292                         discard_slab(s, page);
2293                 } else
2294                         slabs_inuse++;
2295         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2296         return slabs_inuse;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Release all resources used by a slab cache.
2301  */
2302 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2303 {
2304         int node;
2305
2306         flush_all(s);
2307
2308         /* Attempt to free all objects */
2309         free_kmem_cache_cpus(s);
2310         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2311                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2312
2313                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2314                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2315                         return 1;
2316         }
2317         free_kmem_cache_nodes(s);
2318         return 0;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2323  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2324  */
2325 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2326 {
2327         down_write(&slub_lock);
2328         s->refcount--;
2329         if (!s->refcount) {
2330                 list_del(&s->list);
2331                 up_write(&slub_lock);
2332                 if (kmem_cache_close(s))
2333                         WARN_ON(1);
2334                 sysfs_slab_remove(s);
2335         } else
2336                 up_write(&slub_lock);
2337 }
2338 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2339
2340 /********************************************************************
2341  *              Kmalloc subsystem
2342  *******************************************************************/
2343
2344 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2345 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2346
2347 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2348 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2349 #endif
2350
2351 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2352 {
2353         get_option(&str, &slub_min_order);
2354
2355         return 1;
2356 }
2357
2358 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2359
2360 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2361 {
2362         get_option(&str, &slub_max_order);
2363
2364         return 1;
2365 }
2366
2367 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2368
2369 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2370 {
2371         get_option(&str, &slub_min_objects);
2372
2373         return 1;
2374 }
2375
2376 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2377
2378 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2379 {
2380         slub_nomerge = 1;
2381         return 1;
2382 }
2383
2384 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2385
2386 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2387                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2388 {
2389         unsigned int flags = 0;
2390
2391         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2392                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2393
2394         down_write(&slub_lock);
2395         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2396                         flags, NULL))
2397                 goto panic;
2398
2399         list_add(&s->list, &slab_caches);
2400         up_write(&slub_lock);
2401         if (sysfs_slab_add(s))
2402                 goto panic;
2403         return s;
2404
2405 panic:
2406         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2407 }
2408
2409 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2410
2411 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2412 {
2413         struct kmem_cache *s;
2414
2415         down_write(&slub_lock);
2416         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2417                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2418                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2419                         sysfs_slab_add(s);
2420                 }
2421         }
2422         up_write(&slub_lock);
2423 }
2424
2425 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2426
2427 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2428 {
2429         struct kmem_cache *s;
2430         char *text;
2431         size_t realsize;
2432
2433         s = kmalloc_caches_dma[index];
2434         if (s)
2435                 return s;
2436
2437         /* Dynamically create dma cache */
2438         if (flags & __GFP_WAIT)
2439                 down_write(&slub_lock);
2440         else {
2441                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2442                         goto out;
2443         }
2444
2445         if (kmalloc_caches_dma[index])
2446                 goto unlock_out;
2447
2448         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2449         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2450         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2451
2452         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2453                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2454                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2455                 kfree(s);
2456                 kfree(text);
2457                 goto unlock_out;
2458         }
2459
2460         list_add(&s->list, &slab_caches);
2461         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2462
2463         schedule_work(&sysfs_add_work);
2464
2465 unlock_out:
2466         up_write(&slub_lock);
2467 out:
2468         return kmalloc_caches_dma[index];
2469 }
2470 #endif
2471
2472 /*
2473  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2474  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2475  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2476  * fls.
2477  */
2478 static s8 size_index[24] = {
2479         3,      /* 8 */
2480         4,      /* 16 */
2481         5,      /* 24 */
2482         5,      /* 32 */
2483         6,      /* 40 */
2484         6,      /* 48 */
2485         6,      /* 56 */
2486         6,      /* 64 */
2487         1,      /* 72 */
2488         1,      /* 80 */
2489         1,      /* 88 */
2490         1,      /* 96 */
2491         7,      /* 104 */
2492         7,      /* 112 */
2493         7,      /* 120 */
2494         7,      /* 128 */
2495         2,      /* 136 */
2496         2,      /* 144 */
2497         2,      /* 152 */
2498         2,      /* 160 */
2499         2,      /* 168 */
2500         2,      /* 176 */
2501         2,      /* 184 */
2502         2       /* 192 */
2503 };
2504
2505 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2506 {
2507         int index;
2508
2509         if (size <= 192) {
2510                 if (!size)
2511                         return ZERO_SIZE_PTR;
2512
2513                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2514         } else
2515                 index = fls(size - 1);
2516
2517 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2518         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2519                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2520
2521 #endif
2522         return &kmalloc_caches[index];
2523 }
2524
2525 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2526 {
2527         struct kmem_cache *s;
2528
2529         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2530                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2531                                                         get_order(size));
2532
2533         s = get_slab(size, flags);
2534
2535         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2536                 return s;
2537
2538         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2539 }
2540 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2541
2542 #ifdef CONFIG_NUMA
2543 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2544 {
2545         struct kmem_cache *s;
2546
2547         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2548                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2549                                                         get_order(size));
2550
2551         s = get_slab(size, flags);
2552
2553         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2554                 return s;
2555
2556         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2559 #endif
2560
2561 size_t ksize(const void *object)
2562 {
2563         struct page *page;
2564         struct kmem_cache *s;
2565
2566         BUG_ON(!object);
2567         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2568                 return 0;
2569
2570         page = virt_to_head_page(object);
2571         BUG_ON(!page);
2572
2573         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2574                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2575
2576         s = page->slab;
2577         BUG_ON(!s);
2578
2579         /*
2580          * Debugging requires use of the padding between object
2581          * and whatever may come after it.
2582          */
2583         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2584                 return s->objsize;
2585
2586         /*
2587          * If we have the need to store the freelist pointer
2588          * back there or track user information then we can
2589          * only use the space before that information.
2590          */
2591         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2592                 return s->inuse;
2593
2594         /*
2595          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2596          */
2597         return s->size;
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2600
2601 void kfree(const void *x)
2602 {
2603         struct page *page;
2604         void *object = (void *)x;
2605
2606         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2607                 return;
2608
2609         page = virt_to_head_page(x);
2610         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2611                 put_page(page);
2612                 return;
2613         }
2614         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2617
2618 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2619 {
2620         unsigned long flags;
2621         unsigned long x = 0;
2622         struct page *page;
2623
2624         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2625         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2626                 x += page->inuse;
2627         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2628         return x;
2629 }
2630
2631 /*
2632  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2633  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2634  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2635  * and thus they can be removed from the partial lists.
2636  *
2637  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2638  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2639  * are freed in them.
2640  */
2641 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2642 {
2643         int node;
2644         int i;
2645         struct kmem_cache_node *n;
2646         struct page *page;
2647         struct page *t;
2648         struct list_head *slabs_by_inuse =
2649                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2650         unsigned long flags;
2651
2652         if (!slabs_by_inuse)
2653                 return -ENOMEM;
2654
2655         flush_all(s);
2656         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2657                 n = get_node(s, node);
2658
2659                 if (!n->nr_partial)
2660                         continue;
2661
2662                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2663                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2664
2665                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2666
2667                 /*
2668                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2669                  *
2670                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2671                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2672                  */
2673                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2674                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2675                                 /*
2676                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2677                                  * may have freed the last object and be
2678                                  * waiting to release the slab.
2679                                  */
2680                                 list_del(&page->lru);
2681                                 n->nr_partial--;
2682                                 slab_unlock(page);
2683                                 discard_slab(s, page);
2684                         } else {
2685                                 list_move(&page->lru,
2686                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2687                         }
2688                 }
2689
2690                 /*
2691                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2692                  * first and the least used slabs at the end.
2693                  */
2694                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2695                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2696
2697                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2698         }
2699
2700         kfree(slabs_by_inuse);
2701         return 0;
2702 }
2703 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2704
2705 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2706 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2707 {
2708         struct kmem_cache *s;
2709
2710         down_read(&slub_lock);
2711         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2712                 kmem_cache_shrink(s);
2713         up_read(&slub_lock);
2714
2715         return 0;
2716 }
2717
2718 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2719 {
2720         struct kmem_cache_node *n;
2721         struct kmem_cache *s;
2722         struct memory_notify *marg = arg;
2723         int offline_node;
2724
2725         offline_node = marg->status_change_nid;
2726
2727         /*
2728          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2729          * for it yet.
2730          */
2731         if (offline_node < 0)
2732                 return;
2733
2734         down_read(&slub_lock);
2735         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2736                 n = get_node(s, offline_node);
2737                 if (n) {
2738                         /*
2739                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2740                          * that is going down. We were unable to free them,
2741                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2742                          * callback. So, we must fail.
2743                          */
2744                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2745
2746                         s->node[offline_node] = NULL;
2747                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2748                 }
2749         }
2750         up_read(&slub_lock);
2751 }
2752
2753 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2754 {
2755         struct kmem_cache_node *n;
2756         struct kmem_cache *s;
2757         struct memory_notify *marg = arg;
2758         int nid = marg->status_change_nid;
2759         int ret = 0;
2760
2761         /*
2762          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2763          * already created. Nothing to do.
2764          */
2765         if (nid < 0)
2766                 return 0;
2767
2768         /*
2769          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2770          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2771          * online.
2772          */
2773         down_read(&slub_lock);
2774         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2775                 /*
2776                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2777                  *      since memory is not yet available from the node that
2778                  *      is brought up.
2779                  */
2780                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2781                 if (!n) {
2782                         ret = -ENOMEM;
2783                         goto out;
2784                 }
2785                 init_kmem_cache_node(n);
2786                 s->node[nid] = n;
2787         }
2788 out:
2789         up_read(&slub_lock);
2790         return ret;
2791 }
2792
2793 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2794                                 unsigned long action, void *arg)
2795 {
2796         int ret = 0;
2797
2798         switch (action) {
2799         case MEM_GOING_ONLINE:
2800                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2801                 break;
2802         case MEM_GOING_OFFLINE:
2803                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2804                 break;
2805         case MEM_OFFLINE:
2806         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2807                 slab_mem_offline_callback(arg);
2808                 break;
2809         case MEM_ONLINE:
2810         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2811                 break;
2812         }
2813
2814         ret = notifier_from_errno(ret);
2815         return ret;
2816 }
2817
2818 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2819
2820 /********************************************************************
2821  *                      Basic setup of slabs
2822  *******************************************************************/
2823
2824 void __init kmem_cache_init(void)
2825 {
2826         int i;
2827         int caches = 0;
2828
2829         init_alloc_cpu();
2830
2831 #ifdef CONFIG_NUMA
2832         /*
2833          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2834          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2835          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2836          */
2837         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2838                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2839         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2840         caches++;
2841
2842         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2843 #endif
2844
2845         /* Able to allocate the per node structures */
2846         slab_state = PARTIAL;
2847
2848         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2849         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2850                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2851                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2852                 caches++;
2853         }
2854         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2855                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2856                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2857                 caches++;
2858         }
2859
2860         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2861                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2862                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2863                 caches++;
2864         }
2865
2866
2867         /*
2868          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2869          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2870          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2871          *
2872          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2873          * handle the index determination for the smaller caches.
2874          *
2875          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2876          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2877          */
2878         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2879                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2880
2881         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2882                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2883
2884         slab_state = UP;
2885
2886         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2887         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2888                 kmalloc_caches[i]. name =
2889                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2890
2891 #ifdef CONFIG_SMP
2892         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2893         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2894                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2895 #else
2896         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2897 #endif
2898
2899
2900         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2901                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2902                 caches, cache_line_size(),
2903                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2904                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2905 }
2906
2907 /*
2908  * Find a mergeable slab cache
2909  */
2910 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2911 {
2912         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2913                 return 1;
2914
2915         if (s->ctor)
2916                 return 1;
2917
2918         /*
2919          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2920          */
2921         if (s->refcount < 0)
2922                 return 1;
2923
2924         return 0;
2925 }
2926
2927 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2928                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2929                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2930 {
2931         struct kmem_cache *s;
2932
2933         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2934                 return NULL;
2935
2936         if (ctor)
2937                 return NULL;
2938
2939         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2940         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2941         size = ALIGN(size, align);
2942         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2943
2944         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2945                 if (slab_unmergeable(s))
2946                         continue;
2947
2948                 if (size > s->size)
2949                         continue;
2950
2951                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2952                                 continue;
2953                 /*
2954                  * Check if alignment is compatible.
2955                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2956                  */
2957                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
2958                         continue;
2959
2960                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2961                         continue;
2962
2963                 return s;
2964         }
2965         return NULL;
2966 }
2967
2968 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2969                 size_t align, unsigned long flags,
2970                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2971 {
2972         struct kmem_cache *s;
2973
2974         down_write(&slub_lock);
2975         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2976         if (s) {
2977                 int cpu;
2978
2979                 s->refcount++;
2980                 /*
2981                  * Adjust the object sizes so that we clear
2982                  * the complete object on kzalloc.
2983                  */
2984                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2985
2986                 /*
2987                  * And then we need to update the object size in the
2988                  * per cpu structures
2989                  */
2990                 for_each_online_cpu(cpu)
2991                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2992                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2993                 up_write(&slub_lock);
2994                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2995                         goto err;
2996                 return s;
2997         }
2998         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2999         if (s) {
3000                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3001                                 size, align, flags, ctor)) {
3002                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3003                         up_write(&slub_lock);
3004                         if (sysfs_slab_add(s))
3005                                 goto err;
3006                         return s;
3007                 }
3008                 kfree(s);
3009         }
3010         up_write(&slub_lock);
3011
3012 err:
3013         if (flags & SLAB_PANIC)
3014                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3015         else
3016                 s = NULL;
3017         return s;
3018 }
3019 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3020
3021 #ifdef CONFIG_SMP
3022 /*
3023  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3024  * necessary.
3025  */
3026 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3027                 unsigned long action, void *hcpu)
3028 {
3029         long cpu = (long)hcpu;
3030         struct kmem_cache *s;
3031         unsigned long flags;
3032
3033         switch (action) {
3034         case CPU_UP_PREPARE:
3035         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3036                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3037                 down_read(&slub_lock);
3038                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3039                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3040                                                         GFP_KERNEL);
3041                 up_read(&slub_lock);
3042                 break;
3043
3044         case CPU_UP_CANCELED:
3045         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3046         case CPU_DEAD:
3047         case CPU_DEAD_FROZEN:
3048                 down_read(&slub_lock);
3049                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3050                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3051
3052                         local_irq_save(flags);
3053                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3054                         local_irq_restore(flags);
3055                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3056                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3057                 }
3058                 up_read(&slub_lock);
3059                 break;
3060         default:
3061                 break;
3062         }
3063         return NOTIFY_OK;
3064 }
3065
3066 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3067         &slab_cpuup_callback, NULL, 0
3068 };
3069
3070 #endif
3071
3072 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3073 {
3074         struct kmem_cache *s;
3075
3076         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3077                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3078                                                         get_order(size));
3079         s = get_slab(size, gfpflags);
3080
3081         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3082                 return s;
3083
3084         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3085 }
3086
3087 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3088                                         int node, void *caller)
3089 {
3090         struct kmem_cache *s;
3091
3092         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3093                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3094                                                         get_order(size));
3095         s = get_slab(size, gfpflags);
3096
3097         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3098                 return s;
3099
3100         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3101 }
3102
3103 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3104 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3105                                                 unsigned long *map)
3106 {
3107         void *p;
3108         void *addr = page_address(page);
3109
3110         if (!check_slab(s, page) ||
3111                         !on_freelist(s, page, NULL))
3112                 return 0;
3113
3114         /* Now we know that a valid freelist exists */
3115         bitmap_zero(map, s->objects);
3116
3117         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3118                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3119                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3120                         return 0;
3121         }
3122
3123         for_each_object(p, s, addr)
3124                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3125                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3126                                 return 0;
3127         return 1;
3128 }
3129
3130 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3131                                                 unsigned long *map)
3132 {
3133         if (slab_trylock(page)) {
3134                 validate_slab(s, page, map);
3135                 slab_unlock(page);
3136         } else
3137                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3138                         s->name, page);
3139
3140         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3141                 if (!SlabDebug(page))
3142                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3143                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3144         } else {
3145                 if (SlabDebug(page))
3146                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3147                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3148         }
3149 }
3150
3151 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3152                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3153 {
3154         unsigned long count = 0;
3155         struct page *page;
3156         unsigned long flags;
3157
3158         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3159
3160         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3161                 validate_slab_slab(s, page, map);
3162                 count++;
3163         }
3164         if (count != n->nr_partial)
3165                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3166                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3167
3168         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3169                 goto out;
3170
3171         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3172                 validate_slab_slab(s, page, map);
3173                 count++;
3174         }
3175         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3176                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3177                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3178                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3179
3180 out:
3181         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3182         return count;
3183 }
3184
3185 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3186 {
3187         int node;
3188         unsigned long count = 0;
3189         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3190                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3191
3192         if (!map)
3193                 return -ENOMEM;
3194
3195         flush_all(s);
3196         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3197                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3198
3199                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3200         }
3201         kfree(map);
3202         return count;
3203 }
3204
3205 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3206 static void resiliency_test(void)
3207 {
3208         u8 *p;
3209
3210         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3211         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3212         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3213
3214         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3215         p[16] = 0x12;
3216         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3217                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3218
3219         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3220
3221         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3222         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3223         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3224         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3225                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3226         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3227
3228         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3229         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3230         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3231         *p = 0x56;
3232         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3233                                                                         p);
3234         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3235         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3236
3237         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3238         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3239         kfree(p);
3240         *p = 0x78;
3241         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3242         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3243
3244         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3245         kfree(p);
3246         p[50] = 0x9a;
3247         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3248         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3249
3250         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3251         kfree(p);
3252         p[512] = 0xab;
3253         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3254         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3255 }
3256 #else
3257 static void resiliency_test(void) {};
3258 #endif
3259
3260 /*
3261  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3262  * and freed.
3263  */
3264
3265 struct location {
3266         unsigned long count;
3267         void *addr;
3268         long long sum_time;
3269         long min_time;
3270         long max_time;
3271         long min_pid;
3272         long max_pid;
3273         cpumask_t cpus;
3274         nodemask_t nodes;
3275 };
3276
3277 struct loc_track {
3278         unsigned long max;
3279         unsigned long count;
3280         struct location *loc;
3281 };
3282
3283 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3284 {
3285         if (t->max)
3286                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3287                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3288 }
3289
3290 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3291 {
3292         struct location *l;
3293         int order;
3294
3295         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3296
3297         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3298         if (!l)
3299                 return 0;
3300
3301         if (t->count) {
3302                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3303                 free_loc_track(t);
3304         }
3305         t->max = max;
3306         t->loc = l;
3307         return 1;
3308 }
3309
3310 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3311                                 const struct track *track)
3312 {
3313         long start, end, pos;
3314         struct location *l;
3315         void *caddr;
3316         unsigned long age = jiffies - track->when;
3317
3318         start = -1;
3319         end = t->count;
3320
3321         for ( ; ; ) {
3322                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3323
3324                 /*
3325                  * There is nothing at "end". If we end up there
3326                  * we need to add something to before end.
3327                  */
3328                 if (pos == end)
3329                         break;
3330
3331                 caddr = t->loc[pos].addr;
3332                 if (track->addr == caddr) {
3333
3334                         l = &t->loc[pos];
3335                         l->count++;
3336                         if (track->when) {
3337                                 l->sum_time += age;
3338                                 if (age < l->min_time)
3339                                         l->min_time = age;
3340                                 if (age > l->max_time)
3341                                         l->max_time = age;
3342
3343                                 if (track->pid < l->min_pid)
3344                                         l->min_pid = track->pid;
3345                                 if (track->pid > l->max_pid)
3346                                         l->max_pid = track->pid;
3347
3348                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3349                         }
3350                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3351                         return 1;
3352                 }
3353
3354                 if (track->addr < caddr)
3355                         end = pos;
3356                 else
3357                         start = pos;
3358         }
3359
3360         /*
3361          * Not found. Insert new tracking element.
3362          */
3363         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3364                 return 0;
3365
3366         l = t->loc + pos;
3367         if (pos < t->count)
3368                 memmove(l + 1, l,
3369                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3370         t->count++;
3371         l->count = 1;
3372         l->addr = track->addr;
3373         l->sum_time = age;
3374         l->min_time = age;
3375         l->max_time = age;
3376         l->min_pid = track->pid;
3377         l->max_pid = track->pid;
3378         cpus_clear(l->cpus);
3379         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3380         nodes_clear(l->nodes);
3381         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3382         return 1;
3383 }
3384
3385 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3386                 struct page *page, enum track_item alloc)
3387 {
3388         void *addr = page_address(page);
3389         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3390         void *p;
3391
3392         bitmap_zero(map, s->objects);
3393         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3394                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3395
3396         for_each_object(p, s, addr)
3397                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3398                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3399 }
3400
3401 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3402                                         enum track_item alloc)
3403 {
3404         int len = 0;
3405         unsigned long i;
3406         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3407         int node;
3408
3409         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3410                         GFP_TEMPORARY))
3411                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3412
3413         /* Push back cpu slabs */
3414         flush_all(s);
3415
3416         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3417                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3418                 unsigned long flags;
3419                 struct page *page;
3420
3421                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3422                         continue;
3423
3424                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3425                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3426                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3427                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3428                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3429                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3430         }
3431
3432         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3433                 struct location *l = &t.loc[i];
3434
3435                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3436                         break;
3437                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3438
3439                 if (l->addr)
3440                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3441                 else
3442                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3443
3444                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3445                         unsigned long remainder;
3446
3447                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3448                         l->min_time,
3449                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3450                         l->max_time);
3451                 } else
3452                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3453                                 l->min_time);
3454
3455                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3456                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3457                                 l->min_pid, l->max_pid);
3458                 else
3459                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3460                                 l->min_pid);
3461
3462                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3463                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3464                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3465                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3466                                         l->cpus);
3467                 }
3468
3469                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3470                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3471                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3472                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3473                                         l->nodes);
3474                 }
3475
3476                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3477         }
3478
3479         free_loc_track(&t);
3480         if (!t.count)
3481                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3482         return len;
3483 }
3484
3485 enum slab_stat_type {
3486         SL_FULL,
3487         SL_PARTIAL,
3488         SL_CPU,
3489         SL_OBJECTS
3490 };
3491
3492 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3493 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3494 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3495 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3496
3497 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3498                         char *buf, unsigned long flags)
3499 {
3500         unsigned long total = 0;
3501         int cpu;
3502         int node;
3503         int x;
3504         unsigned long *nodes;
3505         unsigned long *per_cpu;
3506
3507         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3508         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3509
3510         for_each_possible_cpu(cpu) {
3511                 struct page *page;
3512                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3513
3514                 if (!c)
3515                         continue;
3516
3517                 page = c->page;
3518                 node = c->node;
3519                 if (node < 0)
3520                         continue;
3521                 if (page) {
3522                         if (flags & SO_CPU) {
3523                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3524                                         x = page->inuse;
3525                                 else
3526                                         x = 1;
3527                                 total += x;
3528                                 nodes[node] += x;
3529                         }
3530                         per_cpu[node]++;
3531                 }
3532         }
3533
3534         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3535                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3536
3537                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3538                         if (flags & SO_OBJECTS)
3539                                 x = count_partial(n);
3540                         else
3541                                 x = n->nr_partial;
3542                         total += x;
3543                         nodes[node] += x;
3544                 }
3545
3546                 if (flags & SO_FULL) {
3547                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3548                                         - per_cpu[node]
3549                                         - n->nr_partial;
3550
3551                         if (flags & SO_OBJECTS)
3552                                 x = full_slabs * s->objects;
3553                         else
3554                                 x = full_slabs;
3555                         total += x;
3556                         nodes[node] += x;
3557                 }
3558         }
3559
3560         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3561 #ifdef CONFIG_NUMA
3562         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3563                 if (nodes[node])
3564                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3565                                         node, nodes[node]);
3566 #endif
3567         kfree(nodes);
3568         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3569 }
3570
3571 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3572 {
3573         int node;
3574         int cpu;
3575
3576         for_each_possible_cpu(cpu) {
3577                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3578
3579                 if (c && c->page)
3580                         return 1;
3581         }
3582
3583         for_each_online_node(node) {
3584                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3585
3586                 if (!n)
3587                         continue;
3588
3589                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3590                         return 1;
3591         }
3592         return 0;
3593 }
3594
3595 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3596 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3597
3598 struct slab_attribute {
3599         struct attribute attr;
3600         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3601         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3602 };
3603
3604 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3605         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3606
3607 #define SLAB_ATTR(_name) \
3608         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3609         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3610
3611 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3612 {
3613         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3614 }
3615 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3616
3617 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3618 {
3619         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3620 }
3621 SLAB_ATTR_RO(align);
3622
3623 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3624 {
3625         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3626 }
3627 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3628
3629 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3630 {
3631         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3632 }
3633 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3634
3635 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3636 {
3637         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3638 }
3639 SLAB_ATTR_RO(order);
3640
3641 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3642 {
3643         if (s->ctor) {
3644                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3645
3646                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3647         }
3648         return 0;
3649 }
3650 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3651
3652 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3653 {
3654         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3655 }
3656 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3657
3658 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3659 {
3660         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3661 }
3662 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3663
3664 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3665 {
3666         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3667 }
3668 SLAB_ATTR_RO(partial);
3669
3670 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3671 {
3672         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3673 }
3674 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3675
3676 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3677 {
3678         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3679 }
3680 SLAB_ATTR_RO(objects);
3681
3682 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3683 {
3684         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3685 }
3686
3687 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3688                                 const char *buf, size_t length)
3689 {
3690         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3691         if (buf[0] == '1')
3692                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3693         return length;
3694 }
3695 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3696
3697 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3698 {
3699         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3700 }
3701
3702 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3703                                                         size_t length)
3704 {
3705         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3706         if (buf[0] == '1')
3707                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3708         return length;
3709 }
3710 SLAB_ATTR(trace);
3711
3712 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3713 {
3714         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3715 }
3716
3717 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3718                                 const char *buf, size_t length)
3719 {
3720         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3721         if (buf[0] == '1')
3722                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3723         return length;
3724 }
3725 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3726
3727 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3728 {
3729         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3730 }
3731 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3732
3733 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3734 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3735 {
3736         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3737 }
3738 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3739 #endif
3740
3741 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3742 {
3743         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3744 }
3745 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3746
3747 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3748 {
3749         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3750 }
3751
3752 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3753                                 const char *buf, size_t length)
3754 {
3755         if (any_slab_objects(s))
3756                 return -EBUSY;
3757
3758         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3759         if (buf[0] == '1')
3760                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3761         calculate_sizes(s);
3762         return length;
3763 }
3764 SLAB_ATTR(red_zone);
3765
3766 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3767 {
3768         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3769 }
3770
3771 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3772                                 const char *buf, size_t length)
3773 {
3774         if (any_slab_objects(s))
3775                 return -EBUSY;
3776
3777         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3778         if (buf[0] == '1')
3779                 s->flags |= SLAB_POISON;
3780         calculate_sizes(s);
3781         return length;
3782 }
3783 SLAB_ATTR(poison);
3784
3785 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3786 {
3787         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3788 }
3789
3790 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3791                                 const char *buf, size_t length)
3792 {
3793         if (any_slab_objects(s))
3794                 return -EBUSY;
3795
3796         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3797         if (buf[0] == '1')
3798                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3799         calculate_sizes(s);
3800         return length;
3801 }
3802 SLAB_ATTR(store_user);
3803
3804 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3805 {
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3810                         const char *buf, size_t length)
3811 {
3812         int ret = -EINVAL;
3813
3814         if (buf[0] == '1') {
3815                 ret = validate_slab_cache(s);
3816                 if (ret >= 0)
3817                         ret = length;
3818         }
3819         return ret;
3820 }
3821 SLAB_ATTR(validate);
3822
3823 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3824 {
3825         return 0;
3826 }
3827
3828 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3829                         const char *buf, size_t length)
3830 {
3831         if (buf[0] == '1') {
3832                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3833
3834                 if (rc)
3835                         return rc;
3836         } else
3837                 return -EINVAL;
3838         return length;
3839 }
3840 SLAB_ATTR(shrink);
3841
3842 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3843 {
3844         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3845                 return -ENOSYS;
3846         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3847 }
3848 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3849
3850 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3851 {
3852         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3853                 return -ENOSYS;
3854         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3855 }
3856 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3857
3858 #ifdef CONFIG_NUMA
3859 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3860 {
3861         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3862 }
3863
3864 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3865                                 const char *buf, size_t length)
3866 {
3867         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3868
3869         if (n < 100)
3870                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3871         return length;
3872 }
3873 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3874 #endif
3875
3876 static struct attribute *slab_attrs[] = {
3877         &slab_size_attr.attr,
3878         &object_size_attr.attr,
3879         &objs_per_slab_attr.attr,
3880         &order_attr.attr,
3881         &objects_attr.attr,
3882         &slabs_attr.attr,
3883         &partial_attr.attr,
3884         &cpu_slabs_attr.attr,
3885         &ctor_attr.attr,
3886         &aliases_attr.attr,
3887         &align_attr.attr,
3888         &sanity_checks_attr.attr,
3889         &trace_attr.attr,
3890         &hwcache_align_attr.attr,
3891         &reclaim_account_attr.attr,
3892         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3893         &red_zone_attr.attr,
3894         &poison_attr.attr,
3895         &store_user_attr.attr,
3896         &validate_attr.attr,
3897         &shrink_attr.attr,
3898         &alloc_calls_attr.attr,
3899         &free_calls_attr.attr,
3900 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3901         &cache_dma_attr.attr,
3902 #endif
3903 #ifdef CONFIG_NUMA
3904         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
3905 #endif
3906         NULL
3907 };
3908
3909 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3910         .attrs = slab_attrs,
3911 };
3912
3913 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3914                                 struct attribute *attr,
3915                                 char *buf)
3916 {
3917         struct slab_attribute *attribute;
3918         struct kmem_cache *s;
3919         int err;
3920
3921         attribute = to_slab_attr(attr);
3922         s = to_slab(kobj);
3923
3924         if (!attribute->show)
3925                 return -EIO;
3926
3927         err = attribute->show(s, buf);
3928
3929         return err;
3930 }
3931
3932 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3933                                 struct attribute *attr,
3934                                 const char *buf, size_t len)
3935 {
3936         struct slab_attribute *attribute;
3937         struct kmem_cache *s;
3938         int err;
3939
3940         attribute = to_slab_attr(attr);
3941         s = to_slab(kobj);
3942
3943         if (!attribute->store)
3944                 return -EIO;
3945
3946         err = attribute->store(s, buf, len);
3947
3948         return err;
3949 }
3950
3951 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
3952 {
3953         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
3954
3955         kfree(s);
3956 }
3957
3958 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3959         .show = slab_attr_show,
3960         .store = slab_attr_store,
3961 };
3962
3963 static struct kobj_type slab_ktype = {
3964         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3965         .release = kmem_cache_release
3966 };
3967
3968 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3969 {
3970         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3971
3972         if (ktype == &slab_ktype)
3973                 return 1;
3974         return 0;
3975 }
3976
3977 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3978         .filter = uevent_filter,
3979 };
3980
3981 static struct kset *slab_kset;
3982
3983 #define ID_STR_LENGTH 64
3984
3985 /* Create a unique string id for a slab cache:
3986  * format
3987  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3988  */
3989 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3990 {
3991         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3992         char *p = name;
3993
3994         BUG_ON(!name);
3995
3996         *p++ = ':';
3997         /*
3998          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3999          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4000          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4001          * are matched during merging to guarantee that the id is
4002          * unique.
4003          */
4004         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4005                 *p++ = 'd';
4006         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4007                 *p++ = 'a';
4008         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4009                 *p++ = 'F';
4010         if (p != name + 1)
4011                 *p++ = '-';
4012         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4013         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4014         return name;
4015 }
4016
4017 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4018 {
4019         int err;
4020         const char *name;
4021         int unmergeable;
4022
4023         if (slab_state < SYSFS)
4024                 /* Defer until later */
4025                 return 0;
4026
4027         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4028         if (unmergeable) {
4029                 /*
4030                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4031                  * This is typically the case for debug situations. In that
4032                  * case we can catch duplicate names easily.
4033                  */
4034                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4035                 name = s->name;
4036         } else {
4037                 /*
4038                  * Create a unique name for the slab as a target
4039                  * for the symlinks.
4040                  */
4041                 name = create_unique_id(s);
4042         }
4043
4044         s->kobj.kset = slab_kset;
4045         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4046         if (err) {
4047                 kobject_put(&s->kobj);
4048                 return err;
4049         }
4050
4051         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4052         if (err)
4053                 return err;
4054         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4055         if (!unmergeable) {
4056                 /* Setup first alias */
4057                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4058                 kfree(name);
4059         }
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4064 {
4065         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4066         kobject_del(&s->kobj);
4067         kobject_put(&s->kobj);
4068 }
4069
4070 /*
4071  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4072  * available lest we loose that information.
4073  */
4074 struct saved_alias {
4075         struct kmem_cache *s;
4076         const char *name;
4077         struct saved_alias *next;
4078 };
4079
4080 static struct saved_alias *alias_list;
4081
4082 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4083 {
4084         struct saved_alias *al;
4085
4086         if (slab_state == SYSFS) {
4087                 /*
4088                  * If we have a leftover link then remove it.
4089                  */
4090                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4091                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4092         }
4093
4094         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4095         if (!al)
4096                 return -ENOMEM;
4097
4098         al->s = s;
4099         al->name = name;
4100         al->next = alias_list;
4101         alias_list = al;
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 static int __init slab_sysfs_init(void)
4106 {
4107         struct kmem_cache *s;
4108         int err;
4109
4110         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4111         if (!slab_kset) {
4112                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4113                 return -ENOSYS;
4114         }
4115
4116         slab_state = SYSFS;
4117
4118         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4119                 err = sysfs_slab_add(s);
4120                 if (err)
4121                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4122                                                 " to sysfs\n", s->name);
4123         }
4124
4125         while (alias_list) {
4126                 struct saved_alias *al = alias_list;
4127
4128                 alias_list = alias_list->next;
4129                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4130                 if (err)
4131                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4132                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4133                 kfree(al);
4134         }
4135
4136         resiliency_test();
4137         return 0;
4138 }
4139
4140 __initcall(slab_sysfs_init);
4141 #endif
4142
4143 /*
4144  * The /proc/slabinfo ABI
4145  */
4146 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4147
4148 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4149                        size_t count, loff_t *ppos)
4150 {
4151         return -EINVAL;
4152 }
4153
4154
4155 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4156 {
4157         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4158         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4159                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4160         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4161         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4162         seq_putc(m, '\n');
4163 }
4164
4165 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4166 {
4167         loff_t n = *pos;
4168
4169         down_read(&slub_lock);
4170         if (!n)
4171                 print_slabinfo_header(m);
4172
4173         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4174 }
4175
4176 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4177 {
4178         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4179 }
4180
4181 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4182 {
4183         up_read(&slub_lock);
4184 }
4185
4186 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4187 {
4188         unsigned long nr_partials = 0;
4189         unsigned long nr_slabs = 0;
4190         unsigned long nr_inuse = 0;
4191         unsigned long nr_objs;
4192         struct kmem_cache *s;
4193         int node;
4194
4195         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4196
4197         for_each_online_node(node) {
4198                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4199
4200                 if (!n)
4201                         continue;
4202
4203                 nr_partials += n->nr_partial;
4204                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4205                 nr_inuse += count_partial(n);
4206         }
4207
4208         nr_objs = nr_slabs * s->objects;
4209         nr_inuse += (nr_slabs - nr_partials) * s->objects;
4210
4211         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4212                    nr_objs, s->size, s->objects, (1 << s->order));
4213         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4214         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4215                    0UL);
4216         seq_putc(m, '\n');
4217         return 0;
4218 }
4219
4220 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4221         .start = s_start,
4222         .next = s_next,
4223         .stop = s_stop,
4224         .show = s_show,
4225 };
4226
4227 #endif /* CONFIG_SLABINFO */