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