slub: Remove useless checks in alloc_debug_processing
[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 #define __KMALLOC_CACHE         0x20000000 /* objects freed using kfree */
208 #define __PAGE_ALLOC_FALLBACK   0x10000000 /* Allow fallback to page alloc */
209
210 /* Not all arches define cache_line_size */
211 #ifndef cache_line_size
212 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
213 #endif
214
215 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
216
217 #ifdef CONFIG_SMP
218 static struct notifier_block slab_notifier;
219 #endif
220
221 static enum {
222         DOWN,           /* No slab functionality available */
223         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
224         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
225         SYSFS           /* Sysfs up */
226 } slab_state = DOWN;
227
228 /* A list of all slab caches on the system */
229 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
230 static LIST_HEAD(slab_caches);
231
232 /*
233  * Tracking user of a slab.
234  */
235 struct track {
236         void *addr;             /* Called from address */
237         int cpu;                /* Was running on cpu */
238         int pid;                /* Pid context */
239         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
240 };
241
242 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
243
244 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
245 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
247 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
248
249 #else
250 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
252                                                         { return 0; }
253 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
254 {
255         kfree(s);
256 }
257
258 #endif
259
260 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
261 {
262 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
263         c->stat[si]++;
264 #endif
265 }
266
267 /********************************************************************
268  *                      Core slab cache functions
269  *******************************************************************/
270
271 int slab_is_available(void)
272 {
273         return slab_state >= UP;
274 }
275
276 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
277 {
278 #ifdef CONFIG_NUMA
279         return s->node[node];
280 #else
281         return &s->local_node;
282 #endif
283 }
284
285 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SMP
288         return s->cpu_slab[cpu];
289 #else
290         return &s->cpu_slab;
291 #endif
292 }
293
294 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
295                                 struct page *page, const void *object)
296 {
297         void *base;
298
299         if (!object)
300                 return 1;
301
302         base = page_address(page);
303         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
304                 (object - base) % s->size) {
305                 return 0;
306         }
307
308         return 1;
309 }
310
311 /*
312  * Slow version of get and set free pointer.
313  *
314  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
315  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
316  * from the page struct.
317  */
318 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
319 {
320         return *(void **)(object + s->offset);
321 }
322
323 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
324 {
325         *(void **)(object + s->offset) = fp;
326 }
327
328 /* Loop over all objects in a slab */
329 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
330         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
331                         __p += (__s)->size)
332
333 /* Scan freelist */
334 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
335         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
336
337 /* Determine object index from a given position */
338 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
339 {
340         return (p - addr) / s->size;
341 }
342
343 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
344 /*
345  * Debug settings:
346  */
347 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
348 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
349 #else
350 static int slub_debug;
351 #endif
352
353 static char *slub_debug_slabs;
354
355 /*
356  * Object debugging
357  */
358 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
359 {
360         int i, offset;
361         int newline = 1;
362         char ascii[17];
363
364         ascii[16] = 0;
365
366         for (i = 0; i < length; i++) {
367                 if (newline) {
368                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
369                         newline = 0;
370                 }
371                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
372                 offset = i % 16;
373                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
374                 if (offset == 15) {
375                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
376                         newline = 1;
377                 }
378         }
379         if (!newline) {
380                 i %= 16;
381                 while (i < 16) {
382                         printk(KERN_CONT "   ");
383                         ascii[i] = ' ';
384                         i++;
385                 }
386                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
387         }
388 }
389
390 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
391         enum track_item alloc)
392 {
393         struct track *p;
394
395         if (s->offset)
396                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
397         else
398                 p = object + s->inuse;
399
400         return p + alloc;
401 }
402
403 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
404                                 enum track_item alloc, void *addr)
405 {
406         struct track *p;
407
408         if (s->offset)
409                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
410         else
411                 p = object + s->inuse;
412
413         p += alloc;
414         if (addr) {
415                 p->addr = addr;
416                 p->cpu = smp_processor_id();
417                 p->pid = current ? current->pid : -1;
418                 p->when = jiffies;
419         } else
420                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
421 }
422
423 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
424 {
425         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
426                 return;
427
428         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
429         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
430 }
431
432 static void print_track(const char *s, struct track *t)
433 {
434         if (!t->addr)
435                 return;
436
437         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
438         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
439         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
440 }
441
442 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
443 {
444         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
445                 return;
446
447         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
448         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
449 }
450
451 static void print_page_info(struct page *page)
452 {
453         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
454                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
455
456 }
457
458 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
459 {
460         va_list args;
461         char buf[100];
462
463         va_start(args, fmt);
464         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
465         va_end(args);
466         printk(KERN_ERR "========================================"
467                         "=====================================\n");
468         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
469         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
470                         "-------------------------------------\n\n");
471 }
472
473 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
474 {
475         va_list args;
476         char buf[100];
477
478         va_start(args, fmt);
479         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
480         va_end(args);
481         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
482 }
483
484 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
485 {
486         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
487         u8 *addr = page_address(page);
488
489         print_tracking(s, p);
490
491         print_page_info(page);
492
493         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
494                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
495
496         if (p > addr + 16)
497                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
498
499         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
500
501         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
502                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
503                         s->inuse - s->objsize);
504
505         if (s->offset)
506                 off = s->offset + sizeof(void *);
507         else
508                 off = s->inuse;
509
510         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
511                 off += 2 * sizeof(struct track);
512
513         if (off != s->size)
514                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
515                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
516
517         dump_stack();
518 }
519
520 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
521                         u8 *object, char *reason)
522 {
523         slab_bug(s, reason);
524         print_trailer(s, page, object);
525 }
526
527 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
528 {
529         va_list args;
530         char buf[100];
531
532         va_start(args, fmt);
533         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
534         va_end(args);
535         slab_bug(s, fmt);
536         print_page_info(page);
537         dump_stack();
538 }
539
540 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
541 {
542         u8 *p = object;
543
544         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
545                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
546                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
547         }
548
549         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
550                 memset(p + s->objsize,
551                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
552                         s->inuse - s->objsize);
553 }
554
555 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
556 {
557         while (bytes) {
558                 if (*start != (u8)value)
559                         return start;
560                 start++;
561                 bytes--;
562         }
563         return NULL;
564 }
565
566 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
567                                                 void *from, void *to)
568 {
569         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
570         memset(from, data, to - from);
571 }
572
573 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
574                         u8 *object, char *what,
575                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
576 {
577         u8 *fault;
578         u8 *end;
579
580         fault = check_bytes(start, value, bytes);
581         if (!fault)
582                 return 1;
583
584         end = start + bytes;
585         while (end > fault && end[-1] == value)
586                 end--;
587
588         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
589         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
590                                         fault, end - 1, fault[0], value);
591         print_trailer(s, page, object);
592
593         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
594         return 0;
595 }
596
597 /*
598  * Object layout:
599  *
600  * object address
601  *      Bytes of the object to be managed.
602  *      If the freepointer may overlay the object then the free
603  *      pointer is the first word of the object.
604  *
605  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
606  *      0xa5 (POISON_END)
607  *
608  * object + s->objsize
609  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
610  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
611  *      objsize == inuse.
612  *
613  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
614  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
615  *
616  * object + s->inuse
617  *      Meta data starts here.
618  *
619  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
620  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
621  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
622  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
623  *              before the word boundary.
624  *
625  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
626  *
627  * object + s->size
628  *      Nothing is used beyond s->size.
629  *
630  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
631  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
632  * may be used with merged slabcaches.
633  */
634
635 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
636 {
637         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
638
639         if (s->offset)
640                 /* Freepointer is placed after the object. */
641                 off += sizeof(void *);
642
643         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
644                 /* We also have user information there */
645                 off += 2 * sizeof(struct track);
646
647         if (s->size == off)
648                 return 1;
649
650         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
651                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
652 }
653
654 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
655 {
656         u8 *start;
657         u8 *fault;
658         u8 *end;
659         int length;
660         int remainder;
661
662         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
663                 return 1;
664
665         start = page_address(page);
666         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
667         length = s->objects * s->size;
668         remainder = end - (start + length);
669         if (!remainder)
670                 return 1;
671
672         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
673         if (!fault)
674                 return 1;
675         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
676                 end--;
677
678         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
679         print_section("Padding", start, length);
680
681         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
682         return 0;
683 }
684
685 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
686                                         void *object, int active)
687 {
688         u8 *p = object;
689         u8 *endobject = object + s->objsize;
690
691         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
692                 unsigned int red =
693                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
694
695                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
696                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
697                         return 0;
698         } else {
699                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
700                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
701                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
702                 }
703         }
704
705         if (s->flags & SLAB_POISON) {
706                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
707                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
708                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
709                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
710                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
711                         return 0;
712                 /*
713                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
714                  */
715                 check_pad_bytes(s, page, p);
716         }
717
718         if (!s->offset && active)
719                 /*
720                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
721                  * freepointer while object is allocated.
722                  */
723                 return 1;
724
725         /* Check free pointer validity */
726         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
727                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
728                 /*
729                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
730                  * of the free objects in this slab. May cause
731                  * another error because the object count is now wrong.
732                  */
733                 set_freepointer(s, p, NULL);
734                 return 0;
735         }
736         return 1;
737 }
738
739 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
740 {
741         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
742
743         if (!PageSlab(page)) {
744                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
745                 return 0;
746         }
747         if (page->inuse > s->objects) {
748                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
749                         s->name, page->inuse, s->objects);
750                 return 0;
751         }
752         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
753         slab_pad_check(s, page);
754         return 1;
755 }
756
757 /*
758  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
759  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
760  */
761 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
762 {
763         int nr = 0;
764         void *fp = page->freelist;
765         void *object = NULL;
766
767         while (fp && nr <= s->objects) {
768                 if (fp == search)
769                         return 1;
770                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
771                         if (object) {
772                                 object_err(s, page, object,
773                                         "Freechain corrupt");
774                                 set_freepointer(s, object, NULL);
775                                 break;
776                         } else {
777                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
778                                 page->freelist = NULL;
779                                 page->inuse = s->objects;
780                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
781                                 return 0;
782                         }
783                         break;
784                 }
785                 object = fp;
786                 fp = get_freepointer(s, object);
787                 nr++;
788         }
789
790         if (page->inuse != s->objects - nr) {
791                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
792                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
793                 page->inuse = s->objects - nr;
794                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
795         }
796         return search == NULL;
797 }
798
799 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
800 {
801         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
802                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
803                         s->name,
804                         alloc ? "alloc" : "free",
805                         object, page->inuse,
806                         page->freelist);
807
808                 if (!alloc)
809                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
810
811                 dump_stack();
812         }
813 }
814
815 /*
816  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
817  */
818 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
819 {
820         spin_lock(&n->list_lock);
821         list_add(&page->lru, &n->full);
822         spin_unlock(&n->list_lock);
823 }
824
825 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
826 {
827         struct kmem_cache_node *n;
828
829         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
830                 return;
831
832         n = get_node(s, page_to_nid(page));
833
834         spin_lock(&n->list_lock);
835         list_del(&page->lru);
836         spin_unlock(&n->list_lock);
837 }
838
839 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
840                                                                 void *object)
841 {
842         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
843                 return;
844
845         init_object(s, object, 0);
846         init_tracking(s, object);
847 }
848
849 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
850                                                 void *object, void *addr)
851 {
852         if (!check_slab(s, page))
853                 goto bad;
854
855         if (!on_freelist(s, page, object)) {
856                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
857                 goto bad;
858         }
859
860         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
861                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
862                 goto bad;
863         }
864
865         if (!check_object(s, page, object, 0))
866                 goto bad;
867
868         /* Success perform special debug activities for allocs */
869         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
870                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
871         trace(s, page, object, 1);
872         init_object(s, object, 1);
873         return 1;
874
875 bad:
876         if (PageSlab(page)) {
877                 /*
878                  * If this is a slab page then lets do the best we can
879                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
880                  * as used avoids touching the remaining objects.
881                  */
882                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
883                 page->inuse = s->objects;
884                 page->freelist = NULL;
885         }
886         return 0;
887 }
888
889 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
890                                                 void *object, void *addr)
891 {
892         if (!check_slab(s, page))
893                 goto fail;
894
895         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
896                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
897                 goto fail;
898         }
899
900         if (on_freelist(s, page, object)) {
901                 object_err(s, page, object, "Object already free");
902                 goto fail;
903         }
904
905         if (!check_object(s, page, object, 1))
906                 return 0;
907
908         if (unlikely(s != page->slab)) {
909                 if (!PageSlab(page)) {
910                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
911                                 "outside of slab", object);
912                 } else if (!page->slab) {
913                         printk(KERN_ERR
914                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
915                                                 object);
916                         dump_stack();
917                 } else
918                         object_err(s, page, object,
919                                         "page slab pointer corrupt.");
920                 goto fail;
921         }
922
923         /* Special debug activities for freeing objects */
924         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
925                 remove_full(s, page);
926         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
927                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
928         trace(s, page, object, 0);
929         init_object(s, object, 0);
930         return 1;
931
932 fail:
933         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
934         return 0;
935 }
936
937 static int __init setup_slub_debug(char *str)
938 {
939         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
940         if (*str++ != '=' || !*str)
941                 /*
942                  * No options specified. Switch on full debugging.
943                  */
944                 goto out;
945
946         if (*str == ',')
947                 /*
948                  * No options but restriction on slabs. This means full
949                  * debugging for slabs matching a pattern.
950                  */
951                 goto check_slabs;
952
953         slub_debug = 0;
954         if (*str == '-')
955                 /*
956                  * Switch off all debugging measures.
957                  */
958                 goto out;
959
960         /*
961          * Determine which debug features should be switched on
962          */
963         for (; *str && *str != ','; str++) {
964                 switch (tolower(*str)) {
965                 case 'f':
966                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
967                         break;
968                 case 'z':
969                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
970                         break;
971                 case 'p':
972                         slub_debug |= SLAB_POISON;
973                         break;
974                 case 'u':
975                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
976                         break;
977                 case 't':
978                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
979                         break;
980                 default:
981                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
982                                 "unknown. skipped\n", *str);
983                 }
984         }
985
986 check_slabs:
987         if (*str == ',')
988                 slub_debug_slabs = str + 1;
989 out:
990         return 1;
991 }
992
993 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
994
995 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
996         unsigned long flags, const char *name,
997         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
998 {
999         /*
1000          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1001          */
1002         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1003             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1004                         flags |= slub_debug;
1005
1006         return flags;
1007 }
1008 #else
1009 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1010                         struct page *page, void *object) {}
1011
1012 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1013         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1014
1015 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1016         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1017
1018 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1019                         { return 1; }
1020 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1021                         void *object, int active) { return 1; }
1022 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1023 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1024         unsigned long flags, const char *name,
1025         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1026 {
1027         return flags;
1028 }
1029 #define slub_debug 0
1030 #endif
1031 /*
1032  * Slab allocation and freeing
1033  */
1034 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1035 {
1036         struct page *page;
1037         int pages = 1 << s->order;
1038
1039         flags |= s->allocflags;
1040
1041         if (node == -1)
1042                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1043         else
1044                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1045
1046         if (!page)
1047                 return NULL;
1048
1049         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1050                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1051                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1052                 pages);
1053
1054         return page;
1055 }
1056
1057 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1058                                 void *object)
1059 {
1060         setup_object_debug(s, page, object);
1061         if (unlikely(s->ctor))
1062                 s->ctor(s, object);
1063 }
1064
1065 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1066 {
1067         struct page *page;
1068         struct kmem_cache_node *n;
1069         void *start;
1070         void *last;
1071         void *p;
1072
1073         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1074
1075         page = allocate_slab(s,
1076                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1077         if (!page)
1078                 goto out;
1079
1080         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1081         if (n)
1082                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1083         page->slab = s;
1084         page->flags |= 1 << PG_slab;
1085         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1086                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1087                 SetSlabDebug(page);
1088
1089         start = page_address(page);
1090
1091         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1092                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1093
1094         last = start;
1095         for_each_object(p, s, start) {
1096                 setup_object(s, page, last);
1097                 set_freepointer(s, last, p);
1098                 last = p;
1099         }
1100         setup_object(s, page, last);
1101         set_freepointer(s, last, NULL);
1102
1103         page->freelist = start;
1104         page->inuse = 0;
1105 out:
1106         return page;
1107 }
1108
1109 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1110 {
1111         int pages = 1 << s->order;
1112
1113         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1114                 void *p;
1115
1116                 slab_pad_check(s, page);
1117                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1118                         check_object(s, page, p, 0);
1119                 ClearSlabDebug(page);
1120         }
1121
1122         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1123                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1124                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1125                 -pages);
1126
1127         __free_pages(page, s->order);
1128 }
1129
1130 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1131 {
1132         struct page *page;
1133
1134         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1135         __free_slab(page->slab, page);
1136 }
1137
1138 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1139 {
1140         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1141                 /*
1142                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1143                  */
1144                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1145
1146                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1147         } else
1148                 __free_slab(s, page);
1149 }
1150
1151 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1152 {
1153         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1154
1155         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1156         reset_page_mapcount(page);
1157         __ClearPageSlab(page);
1158         free_slab(s, page);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Per slab locking using the pagelock
1163  */
1164 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1165 {
1166         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1167 }
1168
1169 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1170 {
1171         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1172 }
1173
1174 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1175 {
1176         int rc = 1;
1177
1178         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1179         return rc;
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Management of partially allocated slabs
1184  */
1185 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1186                                 struct page *page, int tail)
1187 {
1188         spin_lock(&n->list_lock);
1189         n->nr_partial++;
1190         if (tail)
1191                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1192         else
1193                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1194         spin_unlock(&n->list_lock);
1195 }
1196
1197 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1198                                                 struct page *page)
1199 {
1200         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1201
1202         spin_lock(&n->list_lock);
1203         list_del(&page->lru);
1204         n->nr_partial--;
1205         spin_unlock(&n->list_lock);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Lock slab and remove from the partial list.
1210  *
1211  * Must hold list_lock.
1212  */
1213 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1214 {
1215         if (slab_trylock(page)) {
1216                 list_del(&page->lru);
1217                 n->nr_partial--;
1218                 SetSlabFrozen(page);
1219                 return 1;
1220         }
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1226  */
1227 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1228 {
1229         struct page *page;
1230
1231         /*
1232          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1233          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1234          * partial slab and there is none available then get_partials()
1235          * will return NULL.
1236          */
1237         if (!n || !n->nr_partial)
1238                 return NULL;
1239
1240         spin_lock(&n->list_lock);
1241         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1242                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1243                         goto out;
1244         page = NULL;
1245 out:
1246         spin_unlock(&n->list_lock);
1247         return page;
1248 }
1249
1250 /*
1251  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1252  */
1253 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1254 {
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256         struct zonelist *zonelist;
1257         struct zone **z;
1258         struct page *page;
1259
1260         /*
1261          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1262          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1263          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1264          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1265          *
1266          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1267          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1268          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1269          * from other nodes and filled up.
1270          *
1271          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1272          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1273          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1274          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1275          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1276          * with available objects.
1277          */
1278         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1279                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1280                 return NULL;
1281
1282         zonelist = &NODE_DATA(
1283                 slab_node(current->mempolicy))->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1284         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1285                 struct kmem_cache_node *n;
1286
1287                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1288
1289                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1290                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1291                         page = get_partial_node(n);
1292                         if (page)
1293                                 return page;
1294                 }
1295         }
1296 #endif
1297         return NULL;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Get a partial page, lock it and return it.
1302  */
1303 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1304 {
1305         struct page *page;
1306         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1307
1308         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1309         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1310                 return page;
1311
1312         return get_any_partial(s, flags);
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Move a page back to the lists.
1317  *
1318  * Must be called with the slab lock held.
1319  *
1320  * On exit the slab lock will have been dropped.
1321  */
1322 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1323 {
1324         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1325         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1326
1327         ClearSlabFrozen(page);
1328         if (page->inuse) {
1329
1330                 if (page->freelist) {
1331                         add_partial(n, page, tail);
1332                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1333                 } else {
1334                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1335                         if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1336                                 add_full(n, page);
1337                 }
1338                 slab_unlock(page);
1339         } else {
1340                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1341                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1342                         /*
1343                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1344                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1345                          * to come after the other slabs with objects in
1346                          * order to fill them up. That way the size of the
1347                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1348                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1349                          */
1350                         add_partial(n, page, 1);
1351                         slab_unlock(page);
1352                 } else {
1353                         slab_unlock(page);
1354                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1355                         discard_slab(s, page);
1356                 }
1357         }
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Remove the cpu slab
1362  */
1363 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1364 {
1365         struct page *page = c->page;
1366         int tail = 1;
1367
1368         if (c->freelist)
1369                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1370         /*
1371          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1372          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1373          * to occur.
1374          */
1375         while (unlikely(c->freelist)) {
1376                 void **object;
1377
1378                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1379
1380                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1381                 object = c->freelist;
1382                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1383
1384                 /* And put onto the regular freelist */
1385                 object[c->offset] = page->freelist;
1386                 page->freelist = object;
1387                 page->inuse--;
1388         }
1389         c->page = NULL;
1390         unfreeze_slab(s, page, tail);
1391 }
1392
1393 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1394 {
1395         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1396         slab_lock(c->page);
1397         deactivate_slab(s, c);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Flush cpu slab.
1402  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1403  */
1404 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1405 {
1406         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1407
1408         if (likely(c && c->page))
1409                 flush_slab(s, c);
1410 }
1411
1412 static void flush_cpu_slab(void *d)
1413 {
1414         struct kmem_cache *s = d;
1415
1416         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1417 }
1418
1419 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1420 {
1421 #ifdef CONFIG_SMP
1422         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1423 #else
1424         unsigned long flags;
1425
1426         local_irq_save(flags);
1427         flush_cpu_slab(s);
1428         local_irq_restore(flags);
1429 #endif
1430 }
1431
1432 /*
1433  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1434  * locality expectations.
1435  */
1436 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1437 {
1438 #ifdef CONFIG_NUMA
1439         if (node != -1 && c->node != node)
1440                 return 0;
1441 #endif
1442         return 1;
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1447  * debugging duties.
1448  *
1449  * Interrupts are disabled.
1450  *
1451  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1452  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1453  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1454  *
1455  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1456  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1457  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1458  *
1459  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1460  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1461  */
1462 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1463                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1464 {
1465         void **object;
1466         struct page *new;
1467
1468         if (!c->page)
1469                 goto new_slab;
1470
1471         slab_lock(c->page);
1472         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1473                 goto another_slab;
1474         stat(c, ALLOC_REFILL);
1475 load_freelist:
1476         object = c->page->freelist;
1477         if (unlikely(!object))
1478                 goto another_slab;
1479         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1480                 goto debug;
1481
1482         object = c->page->freelist;
1483         c->freelist = object[c->offset];
1484         c->page->inuse = s->objects;
1485         c->page->freelist = NULL;
1486         c->node = page_to_nid(c->page);
1487 unlock_out:
1488         slab_unlock(c->page);
1489         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
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                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1500                 goto load_freelist;
1501         }
1502
1503         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1504                 local_irq_enable();
1505
1506         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1507
1508         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1509                 local_irq_disable();
1510
1511         if (new) {
1512                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1513                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1514                 if (c->page)
1515                         flush_slab(s, c);
1516                 slab_lock(new);
1517                 SetSlabFrozen(new);
1518                 c->page = new;
1519                 goto load_freelist;
1520         }
1521
1522         /*
1523          * No memory available.
1524          *
1525          * If the slab uses higher order allocs but the object is
1526          * smaller than a page size then we can fallback in emergencies
1527          * to the page allocator via kmalloc_large. The page allocator may
1528          * have failed to obtain a higher order page and we can try to
1529          * allocate a single page if the object fits into a single page.
1530          * That is only possible if certain conditions are met that are being
1531          * checked when a slab is created.
1532          */
1533         if (!(gfpflags & __GFP_NORETRY) && (s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
1534                 return kmalloc_large(s->objsize, gfpflags);
1535
1536         return NULL;
1537 debug:
1538         object = c->page->freelist;
1539         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1540                 goto another_slab;
1541
1542         c->page->inuse++;
1543         c->page->freelist = object[c->offset];
1544         c->node = -1;
1545         goto unlock_out;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1550  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1551  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1552  *
1553  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1554  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1555  *
1556  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1557  */
1558 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1559                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1560 {
1561         void **object;
1562         struct kmem_cache_cpu *c;
1563         unsigned long flags;
1564
1565         local_irq_save(flags);
1566         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1567         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1568
1569                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1570
1571         else {
1572                 object = c->freelist;
1573                 c->freelist = object[c->offset];
1574                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1575         }
1576         local_irq_restore(flags);
1577
1578         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1579                 memset(object, 0, c->objsize);
1580
1581         return object;
1582 }
1583
1584 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1585 {
1586         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1589
1590 #ifdef CONFIG_NUMA
1591 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1592 {
1593         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1594 }
1595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1596 #endif
1597
1598 /*
1599  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1600  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1601  *
1602  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1603  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1604  * handling required then we can return immediately.
1605  */
1606 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1607                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1608 {
1609         void *prior;
1610         void **object = (void *)x;
1611         struct kmem_cache_cpu *c;
1612
1613         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1614         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1615         slab_lock(page);
1616
1617         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1618                 goto debug;
1619 checks_ok:
1620         prior = object[offset] = page->freelist;
1621         page->freelist = object;
1622         page->inuse--;
1623
1624         if (unlikely(SlabFrozen(page))) {
1625                 stat(c, FREE_FROZEN);
1626                 goto out_unlock;
1627         }
1628
1629         if (unlikely(!page->inuse))
1630                 goto slab_empty;
1631
1632         /*
1633          * Objects left in the slab. If it
1634          * was not on the partial list before
1635          * then add it.
1636          */
1637         if (unlikely(!prior)) {
1638                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1639                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1640         }
1641
1642 out_unlock:
1643         slab_unlock(page);
1644         return;
1645
1646 slab_empty:
1647         if (prior) {
1648                 /*
1649                  * Slab still on the partial list.
1650                  */
1651                 remove_partial(s, page);
1652                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1653         }
1654         slab_unlock(page);
1655         stat(c, FREE_SLAB);
1656         discard_slab(s, page);
1657         return;
1658
1659 debug:
1660         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1661                 goto out_unlock;
1662         goto checks_ok;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1667  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1668  *
1669  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1670  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1671  * the item before.
1672  *
1673  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1674  * with all sorts of special processing.
1675  */
1676 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1677                         struct page *page, void *x, void *addr)
1678 {
1679         void **object = (void *)x;
1680         struct kmem_cache_cpu *c;
1681         unsigned long flags;
1682
1683         local_irq_save(flags);
1684         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1685         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1686         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1687                 object[c->offset] = c->freelist;
1688                 c->freelist = object;
1689                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1690         } else
1691                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1692
1693         local_irq_restore(flags);
1694 }
1695
1696 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1697 {
1698         struct page *page;
1699
1700         page = virt_to_head_page(x);
1701
1702         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1705
1706 /* Figure out on which slab object the object resides */
1707 static struct page *get_object_page(const void *x)
1708 {
1709         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1710
1711         if (!PageSlab(page))
1712                 return NULL;
1713
1714         return page;
1715 }
1716
1717 /*
1718  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1719  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1720  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1721  * another.
1722  *
1723  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1724  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1725  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1726  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1727  * locking overhead.
1728  */
1729
1730 /*
1731  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1732  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1733  * and increases the number of allocations possible without having to
1734  * take the list_lock.
1735  */
1736 static int slub_min_order;
1737 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1738 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1739
1740 /*
1741  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1742  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1743  */
1744 static int slub_nomerge;
1745
1746 /*
1747  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1748  *
1749  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1750  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1751  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1752  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1753  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1754  * would be wasted.
1755  *
1756  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1757  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1758  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1759  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1760  *
1761  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1762  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1763  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1764  * of space in favor of a small page order.
1765  *
1766  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1767  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1768  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1769  * the smallest order which will fit the object.
1770  */
1771 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1772                                 int max_order, int fract_leftover)
1773 {
1774         int order;
1775         int rem;
1776         int min_order = slub_min_order;
1777
1778         for (order = max(min_order,
1779                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1780                         order <= max_order; order++) {
1781
1782                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1783
1784                 if (slab_size < min_objects * size)
1785                         continue;
1786
1787                 rem = slab_size % size;
1788
1789                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1790                         break;
1791
1792         }
1793
1794         return order;
1795 }
1796
1797 static inline int calculate_order(int size)
1798 {
1799         int order;
1800         int min_objects;
1801         int fraction;
1802
1803         /*
1804          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1805          * works by first attempting to generate a layout with
1806          * the best configuration and backing off gradually.
1807          *
1808          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1809          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1810          */
1811         min_objects = slub_min_objects;
1812         while (min_objects > 1) {
1813                 fraction = 8;
1814                 while (fraction >= 4) {
1815                         order = slab_order(size, min_objects,
1816                                                 slub_max_order, fraction);
1817                         if (order <= slub_max_order)
1818                                 return order;
1819                         fraction /= 2;
1820                 }
1821                 min_objects /= 2;
1822         }
1823
1824         /*
1825          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1826          * lets see if we can place a single object there.
1827          */
1828         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1829         if (order <= slub_max_order)
1830                 return order;
1831
1832         /*
1833          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1834          */
1835         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1836         if (order <= MAX_ORDER)
1837                 return order;
1838         return -ENOSYS;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1843  */
1844 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1845                 unsigned long align, unsigned long size)
1846 {
1847         /*
1848          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1849          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1850          * large.
1851          *
1852          * The hardware cache alignment cannot override the
1853          * specified alignment though. If that is greater
1854          * then use it.
1855          */
1856         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1857                         size > cache_line_size() / 2)
1858                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1859
1860         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1861                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1862
1863         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1864 }
1865
1866 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1867                         struct kmem_cache_cpu *c)
1868 {
1869         c->page = NULL;
1870         c->freelist = NULL;
1871         c->node = 0;
1872         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1873         c->objsize = s->objsize;
1874 }
1875
1876 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1877 {
1878         n->nr_partial = 0;
1879         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1880         spin_lock_init(&n->list_lock);
1881         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1882 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1883         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1884 #endif
1885 }
1886
1887 #ifdef CONFIG_SMP
1888 /*
1889  * Per cpu array for per cpu structures.
1890  *
1891  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1892  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1893  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1894  * beneficial for the kmalloc caches.
1895  *
1896  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1897  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1898  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1899  *
1900  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1901  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1902  */
1903 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1904
1905 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1906                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1907
1908 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1909 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1910
1911 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1912                                                         int cpu, gfp_t flags)
1913 {
1914         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1915
1916         if (c)
1917                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1918                                 (void *)c->freelist;
1919         else {
1920                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1921                 c = kmalloc_node(
1922                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1923                         flags, cpu_to_node(cpu));
1924                 if (!c)
1925                         return NULL;
1926         }
1927
1928         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1929         return c;
1930 }
1931
1932 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1933 {
1934         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1935                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1936                 kfree(c);
1937                 return;
1938         }
1939         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1940         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1941 }
1942
1943 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1944 {
1945         int cpu;
1946
1947         for_each_online_cpu(cpu) {
1948                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1949
1950                 if (c) {
1951                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1952                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1953                 }
1954         }
1955 }
1956
1957 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1958 {
1959         int cpu;
1960
1961         for_each_online_cpu(cpu) {
1962                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1963
1964                 if (c)
1965                         continue;
1966
1967                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1968                 if (!c) {
1969                         free_kmem_cache_cpus(s);
1970                         return 0;
1971                 }
1972                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1973         }
1974         return 1;
1975 }
1976
1977 /*
1978  * Initialize the per cpu array.
1979  */
1980 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1981 {
1982         int i;
1983
1984         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1985                 return;
1986
1987         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1988                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1989
1990         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1991 }
1992
1993 static void __init init_alloc_cpu(void)
1994 {
1995         int cpu;
1996
1997         for_each_online_cpu(cpu)
1998                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1999   }
2000
2001 #else
2002 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2003 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2004
2005 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2006 {
2007         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2008         return 1;
2009 }
2010 #endif
2011
2012 #ifdef CONFIG_NUMA
2013 /*
2014  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2015  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2016  * possible.
2017  *
2018  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2019  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2020  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2021  */
2022 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2023                                                            int node)
2024 {
2025         struct page *page;
2026         struct kmem_cache_node *n;
2027         unsigned long flags;
2028
2029         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2030
2031         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2032
2033         BUG_ON(!page);
2034         if (page_to_nid(page) != node) {
2035                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2036                                 "node %d\n", node);
2037                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2038                                 "in order to be able to continue\n");
2039         }
2040
2041         n = page->freelist;
2042         BUG_ON(!n);
2043         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2044         page->inuse++;
2045         kmalloc_caches->node[node] = n;
2046 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2047         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2048         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2049 #endif
2050         init_kmem_cache_node(n);
2051         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2052         /*
2053          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2054          * so even though there cannot be a race this early in
2055          * the boot sequence, we still disable irqs.
2056          */
2057         local_irq_save(flags);
2058         add_partial(n, page, 0);
2059         local_irq_restore(flags);
2060         return n;
2061 }
2062
2063 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2064 {
2065         int node;
2066
2067         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2068                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2069                 if (n && n != &s->local_node)
2070                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2071                 s->node[node] = NULL;
2072         }
2073 }
2074
2075 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2076 {
2077         int node;
2078         int local_node;
2079
2080         if (slab_state >= UP)
2081                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2082         else
2083                 local_node = 0;
2084
2085         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2086                 struct kmem_cache_node *n;
2087
2088                 if (local_node == node)
2089                         n = &s->local_node;
2090                 else {
2091                         if (slab_state == DOWN) {
2092                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2093                                                                 node);
2094                                 continue;
2095                         }
2096                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2097                                                         gfpflags, node);
2098
2099                         if (!n) {
2100                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2101                                 return 0;
2102                         }
2103
2104                 }
2105                 s->node[node] = n;
2106                 init_kmem_cache_node(n);
2107         }
2108         return 1;
2109 }
2110 #else
2111 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2112 {
2113 }
2114
2115 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2116 {
2117         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2118         return 1;
2119 }
2120 #endif
2121
2122 /*
2123  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2124  * a slab object.
2125  */
2126 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2127 {
2128         unsigned long flags = s->flags;
2129         unsigned long size = s->objsize;
2130         unsigned long align = s->align;
2131
2132         /*
2133          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2134          * the slab may touch the object after free or before allocation
2135          * then we should never poison the object itself.
2136          */
2137         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2138                         !s->ctor)
2139                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2140         else
2141                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2142
2143         /*
2144          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2145          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2146          * the possible location of the free pointer.
2147          */
2148         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2149
2150 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2151         /*
2152          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2153          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2154          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2155          */
2156         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2157                 size += sizeof(void *);
2158 #endif
2159
2160         /*
2161          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2162          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2163          */
2164         s->inuse = size;
2165
2166         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2167                 s->ctor)) {
2168                 /*
2169                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2170                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2171                  * kmem_cache_free.
2172                  *
2173                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2174                  * destructor or are poisoning the objects.
2175                  */
2176                 s->offset = size;
2177                 size += sizeof(void *);
2178         }
2179
2180 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2181         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2182                 /*
2183                  * Need to store information about allocs and frees after
2184                  * the object.
2185                  */
2186                 size += 2 * sizeof(struct track);
2187
2188         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2189                 /*
2190                  * Add some empty padding so that we can catch
2191                  * overwrites from earlier objects rather than let
2192                  * tracking information or the free pointer be
2193                  * corrupted if an user writes before the start
2194                  * of the object.
2195                  */
2196                 size += sizeof(void *);
2197 #endif
2198
2199         /*
2200          * Determine the alignment based on various parameters that the
2201          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2202          * on bootup.
2203          */
2204         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2205
2206         /*
2207          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2208          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2209          * each object to conform to the alignment.
2210          */
2211         size = ALIGN(size, align);
2212         s->size = size;
2213
2214         if ((flags & __KMALLOC_CACHE) &&
2215                         PAGE_SIZE / size < slub_min_objects) {
2216                 /*
2217                  * Kmalloc cache that would not have enough objects in
2218                  * an order 0 page. Kmalloc slabs can fallback to
2219                  * page allocator order 0 allocs so take a reasonably large
2220                  * order that will allows us a good number of objects.
2221                  */
2222                 s->order = max(slub_max_order, PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
2223                 s->flags |= __PAGE_ALLOC_FALLBACK;
2224                 s->allocflags |= __GFP_NOWARN;
2225         } else
2226                 s->order = calculate_order(size);
2227
2228         if (s->order < 0)
2229                 return 0;
2230
2231         s->allocflags = 0;
2232         if (s->order)
2233                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2234
2235         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2236                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2237
2238         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2239                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2240
2241         /*
2242          * Determine the number of objects per slab
2243          */
2244         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2245
2246         return !!s->objects;
2247
2248 }
2249
2250 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2251                 const char *name, size_t size,
2252                 size_t align, unsigned long flags,
2253                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2254 {
2255         memset(s, 0, kmem_size);
2256         s->name = name;
2257         s->ctor = ctor;
2258         s->objsize = size;
2259         s->align = align;
2260         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2261
2262         if (!calculate_sizes(s))
2263                 goto error;
2264
2265         s->refcount = 1;
2266 #ifdef CONFIG_NUMA
2267         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2268 #endif
2269         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2270                 goto error;
2271
2272         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2273                 return 1;
2274         free_kmem_cache_nodes(s);
2275 error:
2276         if (flags & SLAB_PANIC)
2277                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2278                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2279                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2280                         s->offset, flags);
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Check if a given pointer is valid
2286  */
2287 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2288 {
2289         struct page *page;
2290
2291         page = get_object_page(object);
2292
2293         if (!page || s != page->slab)
2294                 /* No slab or wrong slab */
2295                 return 0;
2296
2297         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2298                 return 0;
2299
2300         /*
2301          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2302          * But this would be too expensive and it seems that the main
2303          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2304          * to a certain slab.
2305          */
2306         return 1;
2307 }
2308 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2309
2310 /*
2311  * Determine the size of a slab object
2312  */
2313 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2314 {
2315         return s->objsize;
2316 }
2317 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2318
2319 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2320 {
2321         return s->name;
2322 }
2323 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2324
2325 /*
2326  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2327  * were unable to free.
2328  */
2329 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2330                         struct list_head *list)
2331 {
2332         int slabs_inuse = 0;
2333         unsigned long flags;
2334         struct page *page, *h;
2335
2336         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2337         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2338                 if (!page->inuse) {
2339                         list_del(&page->lru);
2340                         discard_slab(s, page);
2341                 } else
2342                         slabs_inuse++;
2343         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2344         return slabs_inuse;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Release all resources used by a slab cache.
2349  */
2350 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2351 {
2352         int node;
2353
2354         flush_all(s);
2355
2356         /* Attempt to free all objects */
2357         free_kmem_cache_cpus(s);
2358         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2359                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2360
2361                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2362                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2363                         return 1;
2364         }
2365         free_kmem_cache_nodes(s);
2366         return 0;
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2371  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2372  */
2373 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2374 {
2375         down_write(&slub_lock);
2376         s->refcount--;
2377         if (!s->refcount) {
2378                 list_del(&s->list);
2379                 up_write(&slub_lock);
2380                 if (kmem_cache_close(s))
2381                         WARN_ON(1);
2382                 sysfs_slab_remove(s);
2383         } else
2384                 up_write(&slub_lock);
2385 }
2386 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2387
2388 /********************************************************************
2389  *              Kmalloc subsystem
2390  *******************************************************************/
2391
2392 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1] __cacheline_aligned;
2393 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2394
2395 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2396 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT + 1];
2397 #endif
2398
2399 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2400 {
2401         get_option(&str, &slub_min_order);
2402
2403         return 1;
2404 }
2405
2406 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2407
2408 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2409 {
2410         get_option(&str, &slub_max_order);
2411
2412         return 1;
2413 }
2414
2415 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2416
2417 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2418 {
2419         get_option(&str, &slub_min_objects);
2420
2421         return 1;
2422 }
2423
2424 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2425
2426 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2427 {
2428         slub_nomerge = 1;
2429         return 1;
2430 }
2431
2432 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2433
2434 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2435                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2436 {
2437         unsigned int flags = 0;
2438
2439         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2440                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2441
2442         down_write(&slub_lock);
2443         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2444                         flags | __KMALLOC_CACHE, NULL))
2445                 goto panic;
2446
2447         list_add(&s->list, &slab_caches);
2448         up_write(&slub_lock);
2449         if (sysfs_slab_add(s))
2450                 goto panic;
2451         return s;
2452
2453 panic:
2454         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2455 }
2456
2457 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2458
2459 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2460 {
2461         struct kmem_cache *s;
2462
2463         down_write(&slub_lock);
2464         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2465                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2466                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2467                         sysfs_slab_add(s);
2468                 }
2469         }
2470         up_write(&slub_lock);
2471 }
2472
2473 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2474
2475 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2476 {
2477         struct kmem_cache *s;
2478         char *text;
2479         size_t realsize;
2480
2481         s = kmalloc_caches_dma[index];
2482         if (s)
2483                 return s;
2484
2485         /* Dynamically create dma cache */
2486         if (flags & __GFP_WAIT)
2487                 down_write(&slub_lock);
2488         else {
2489                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2490                         goto out;
2491         }
2492
2493         if (kmalloc_caches_dma[index])
2494                 goto unlock_out;
2495
2496         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2497         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2498                          (unsigned int)realsize);
2499         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2500
2501         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2502                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2503                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2504                 kfree(s);
2505                 kfree(text);
2506                 goto unlock_out;
2507         }
2508
2509         list_add(&s->list, &slab_caches);
2510         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2511
2512         schedule_work(&sysfs_add_work);
2513
2514 unlock_out:
2515         up_write(&slub_lock);
2516 out:
2517         return kmalloc_caches_dma[index];
2518 }
2519 #endif
2520
2521 /*
2522  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2523  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2524  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2525  * fls.
2526  */
2527 static s8 size_index[24] = {
2528         3,      /* 8 */
2529         4,      /* 16 */
2530         5,      /* 24 */
2531         5,      /* 32 */
2532         6,      /* 40 */
2533         6,      /* 48 */
2534         6,      /* 56 */
2535         6,      /* 64 */
2536         1,      /* 72 */
2537         1,      /* 80 */
2538         1,      /* 88 */
2539         1,      /* 96 */
2540         7,      /* 104 */
2541         7,      /* 112 */
2542         7,      /* 120 */
2543         7,      /* 128 */
2544         2,      /* 136 */
2545         2,      /* 144 */
2546         2,      /* 152 */
2547         2,      /* 160 */
2548         2,      /* 168 */
2549         2,      /* 176 */
2550         2,      /* 184 */
2551         2       /* 192 */
2552 };
2553
2554 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2555 {
2556         int index;
2557
2558         if (size <= 192) {
2559                 if (!size)
2560                         return ZERO_SIZE_PTR;
2561
2562                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2563         } else
2564                 index = fls(size - 1);
2565
2566 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2567         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2568                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2569
2570 #endif
2571         return &kmalloc_caches[index];
2572 }
2573
2574 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2575 {
2576         struct kmem_cache *s;
2577
2578         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2579                 return kmalloc_large(size, flags);
2580
2581         s = get_slab(size, flags);
2582
2583         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2584                 return s;
2585
2586         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2587 }
2588 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2589
2590 #ifdef CONFIG_NUMA
2591 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2592 {
2593         struct kmem_cache *s;
2594
2595         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2596                 return kmalloc_large(size, flags);
2597
2598         s = get_slab(size, flags);
2599
2600         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2601                 return s;
2602
2603         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2606 #endif
2607
2608 size_t ksize(const void *object)
2609 {
2610         struct page *page;
2611         struct kmem_cache *s;
2612
2613         BUG_ON(!object);
2614         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2615                 return 0;
2616
2617         page = virt_to_head_page(object);
2618         BUG_ON(!page);
2619
2620         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2621                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2622
2623         s = page->slab;
2624         BUG_ON(!s);
2625
2626         /*
2627          * Debugging requires use of the padding between object
2628          * and whatever may come after it.
2629          */
2630         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2631                 return s->objsize;
2632
2633         /*
2634          * If we have the need to store the freelist pointer
2635          * back there or track user information then we can
2636          * only use the space before that information.
2637          */
2638         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2639                 return s->inuse;
2640
2641         /*
2642          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2643          */
2644         return s->size;
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2647
2648 void kfree(const void *x)
2649 {
2650         struct page *page;
2651         void *object = (void *)x;
2652
2653         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2654                 return;
2655
2656         page = virt_to_head_page(x);
2657         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2658                 put_page(page);
2659                 return;
2660         }
2661         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2662 }
2663 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2664
2665 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2666 {
2667         unsigned long flags;
2668         unsigned long x = 0;
2669         struct page *page;
2670
2671         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2672         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2673                 x += page->inuse;
2674         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2675         return x;
2676 }
2677
2678 /*
2679  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2680  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2681  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2682  * and thus they can be removed from the partial lists.
2683  *
2684  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2685  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2686  * are freed in them.
2687  */
2688 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2689 {
2690         int node;
2691         int i;
2692         struct kmem_cache_node *n;
2693         struct page *page;
2694         struct page *t;
2695         struct list_head *slabs_by_inuse =
2696                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2697         unsigned long flags;
2698
2699         if (!slabs_by_inuse)
2700                 return -ENOMEM;
2701
2702         flush_all(s);
2703         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2704                 n = get_node(s, node);
2705
2706                 if (!n->nr_partial)
2707                         continue;
2708
2709                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2710                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2711
2712                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2713
2714                 /*
2715                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2716                  *
2717                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2718                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2719                  */
2720                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2721                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2722                                 /*
2723                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2724                                  * may have freed the last object and be
2725                                  * waiting to release the slab.
2726                                  */
2727                                 list_del(&page->lru);
2728                                 n->nr_partial--;
2729                                 slab_unlock(page);
2730                                 discard_slab(s, page);
2731                         } else {
2732                                 list_move(&page->lru,
2733                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2734                         }
2735                 }
2736
2737                 /*
2738                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2739                  * first and the least used slabs at the end.
2740                  */
2741                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2742                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2743
2744                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2745         }
2746
2747         kfree(slabs_by_inuse);
2748         return 0;
2749 }
2750 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2751
2752 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2753 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2754 {
2755         struct kmem_cache *s;
2756
2757         down_read(&slub_lock);
2758         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2759                 kmem_cache_shrink(s);
2760         up_read(&slub_lock);
2761
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2766 {
2767         struct kmem_cache_node *n;
2768         struct kmem_cache *s;
2769         struct memory_notify *marg = arg;
2770         int offline_node;
2771
2772         offline_node = marg->status_change_nid;
2773
2774         /*
2775          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2776          * for it yet.
2777          */
2778         if (offline_node < 0)
2779                 return;
2780
2781         down_read(&slub_lock);
2782         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2783                 n = get_node(s, offline_node);
2784                 if (n) {
2785                         /*
2786                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2787                          * that is going down. We were unable to free them,
2788                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2789                          * callback. So, we must fail.
2790                          */
2791                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2792
2793                         s->node[offline_node] = NULL;
2794                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2795                 }
2796         }
2797         up_read(&slub_lock);
2798 }
2799
2800 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2801 {
2802         struct kmem_cache_node *n;
2803         struct kmem_cache *s;
2804         struct memory_notify *marg = arg;
2805         int nid = marg->status_change_nid;
2806         int ret = 0;
2807
2808         /*
2809          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2810          * already created. Nothing to do.
2811          */
2812         if (nid < 0)
2813                 return 0;
2814
2815         /*
2816          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2817          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2818          * online.
2819          */
2820         down_read(&slub_lock);
2821         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2822                 /*
2823                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2824                  *      since memory is not yet available from the node that
2825                  *      is brought up.
2826                  */
2827                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2828                 if (!n) {
2829                         ret = -ENOMEM;
2830                         goto out;
2831                 }
2832                 init_kmem_cache_node(n);
2833                 s->node[nid] = n;
2834         }
2835 out:
2836         up_read(&slub_lock);
2837         return ret;
2838 }
2839
2840 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2841                                 unsigned long action, void *arg)
2842 {
2843         int ret = 0;
2844
2845         switch (action) {
2846         case MEM_GOING_ONLINE:
2847                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2848                 break;
2849         case MEM_GOING_OFFLINE:
2850                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2851                 break;
2852         case MEM_OFFLINE:
2853         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2854                 slab_mem_offline_callback(arg);
2855                 break;
2856         case MEM_ONLINE:
2857         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2858                 break;
2859         }
2860
2861         ret = notifier_from_errno(ret);
2862         return ret;
2863 }
2864
2865 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2866
2867 /********************************************************************
2868  *                      Basic setup of slabs
2869  *******************************************************************/
2870
2871 void __init kmem_cache_init(void)
2872 {
2873         int i;
2874         int caches = 0;
2875
2876         init_alloc_cpu();
2877
2878 #ifdef CONFIG_NUMA
2879         /*
2880          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2881          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2882          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2883          */
2884         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2885                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2886         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2887         caches++;
2888
2889         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2890 #endif
2891
2892         /* Able to allocate the per node structures */
2893         slab_state = PARTIAL;
2894
2895         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2896         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2897                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2898                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2899                 caches++;
2900         }
2901         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2902                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2903                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2904                 caches++;
2905         }
2906
2907         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++) {
2908                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2909                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2910                 caches++;
2911         }
2912
2913
2914         /*
2915          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2916          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2917          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2918          *
2919          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2920          * handle the index determination for the smaller caches.
2921          *
2922          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2923          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2924          */
2925         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2926                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2927
2928         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2929                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2930
2931         slab_state = UP;
2932
2933         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2934         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++)
2935                 kmalloc_caches[i]. name =
2936                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2937
2938 #ifdef CONFIG_SMP
2939         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2940         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2941                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2942 #else
2943         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2944 #endif
2945
2946
2947         printk(KERN_INFO
2948                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2949                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2950                 caches, cache_line_size(),
2951                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2952                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Find a mergeable slab cache
2957  */
2958 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2959 {
2960         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2961                 return 1;
2962
2963         if ((s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
2964                 return 1;
2965
2966         if (s->ctor)
2967                 return 1;
2968
2969         /*
2970          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2971          */
2972         if (s->refcount < 0)
2973                 return 1;
2974
2975         return 0;
2976 }
2977
2978 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2979                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2980                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2981 {
2982         struct kmem_cache *s;
2983
2984         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2985                 return NULL;
2986
2987         if (ctor)
2988                 return NULL;
2989
2990         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2991         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2992         size = ALIGN(size, align);
2993         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2994
2995         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2996                 if (slab_unmergeable(s))
2997                         continue;
2998
2999                 if (size > s->size)
3000                         continue;
3001
3002                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3003                                 continue;
3004                 /*
3005                  * Check if alignment is compatible.
3006                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3007                  */
3008                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3009                         continue;
3010
3011                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3012                         continue;
3013
3014                 return s;
3015         }
3016         return NULL;
3017 }
3018
3019 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3020                 size_t align, unsigned long flags,
3021                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3022 {
3023         struct kmem_cache *s;
3024
3025         down_write(&slub_lock);
3026         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3027         if (s) {
3028                 int cpu;
3029
3030                 s->refcount++;
3031                 /*
3032                  * Adjust the object sizes so that we clear
3033                  * the complete object on kzalloc.
3034                  */
3035                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3036
3037                 /*
3038                  * And then we need to update the object size in the
3039                  * per cpu structures
3040                  */
3041                 for_each_online_cpu(cpu)
3042                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3043                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3044                 up_write(&slub_lock);
3045                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
3046                         goto err;
3047                 return s;
3048         }
3049         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3050         if (s) {
3051                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3052                                 size, align, flags, ctor)) {
3053                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3054                         up_write(&slub_lock);
3055                         if (sysfs_slab_add(s))
3056                                 goto err;
3057                         return s;
3058                 }
3059                 kfree(s);
3060         }
3061         up_write(&slub_lock);
3062
3063 err:
3064         if (flags & SLAB_PANIC)
3065                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3066         else
3067                 s = NULL;
3068         return s;
3069 }
3070 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3071
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073 /*
3074  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3075  * necessary.
3076  */
3077 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3078                 unsigned long action, void *hcpu)
3079 {
3080         long cpu = (long)hcpu;
3081         struct kmem_cache *s;
3082         unsigned long flags;
3083
3084         switch (action) {
3085         case CPU_UP_PREPARE:
3086         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3087                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3088                 down_read(&slub_lock);
3089                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3090                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3091                                                         GFP_KERNEL);
3092                 up_read(&slub_lock);
3093                 break;
3094
3095         case CPU_UP_CANCELED:
3096         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3097         case CPU_DEAD:
3098         case CPU_DEAD_FROZEN:
3099                 down_read(&slub_lock);
3100                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3101                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3102
3103                         local_irq_save(flags);
3104                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3105                         local_irq_restore(flags);
3106                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3107                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3108                 }
3109                 up_read(&slub_lock);
3110                 break;
3111         default:
3112                 break;
3113         }
3114         return NOTIFY_OK;
3115 }
3116
3117 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3118         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3119 };
3120
3121 #endif
3122
3123 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3124 {
3125         struct kmem_cache *s;
3126
3127         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3128                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3129
3130         s = get_slab(size, gfpflags);
3131
3132         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3133                 return s;
3134
3135         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3136 }
3137
3138 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3139                                         int node, void *caller)
3140 {
3141         struct kmem_cache *s;
3142
3143         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3144                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3145
3146         s = get_slab(size, gfpflags);
3147
3148         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3149                 return s;
3150
3151         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3152 }
3153
3154 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3155 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3156                                                 unsigned long *map)
3157 {
3158         void *p;
3159         void *addr = page_address(page);
3160
3161         if (!check_slab(s, page) ||
3162                         !on_freelist(s, page, NULL))
3163                 return 0;
3164
3165         /* Now we know that a valid freelist exists */
3166         bitmap_zero(map, s->objects);
3167
3168         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3169                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3170                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3171                         return 0;
3172         }
3173
3174         for_each_object(p, s, addr)
3175                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3176                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3177                                 return 0;
3178         return 1;
3179 }
3180
3181 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3182                                                 unsigned long *map)
3183 {
3184         if (slab_trylock(page)) {
3185                 validate_slab(s, page, map);
3186                 slab_unlock(page);
3187         } else
3188                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3189                         s->name, page);
3190
3191         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3192                 if (!SlabDebug(page))
3193                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3194                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3195         } else {
3196                 if (SlabDebug(page))
3197                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3198                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3199         }
3200 }
3201
3202 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3203                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3204 {
3205         unsigned long count = 0;
3206         struct page *page;
3207         unsigned long flags;
3208
3209         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3210
3211         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3212                 validate_slab_slab(s, page, map);
3213                 count++;
3214         }
3215         if (count != n->nr_partial)
3216                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3217                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3218
3219         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3220                 goto out;
3221
3222         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3223                 validate_slab_slab(s, page, map);
3224                 count++;
3225         }
3226         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3227                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3228                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3229                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3230
3231 out:
3232         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3233         return count;
3234 }
3235
3236 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3237 {
3238         int node;
3239         unsigned long count = 0;
3240         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3241                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3242
3243         if (!map)
3244                 return -ENOMEM;
3245
3246         flush_all(s);
3247         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3248                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3249
3250                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3251         }
3252         kfree(map);
3253         return count;
3254 }
3255
3256 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3257 static void resiliency_test(void)
3258 {
3259         u8 *p;
3260
3261         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3262         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3263         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3264
3265         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3266         p[16] = 0x12;
3267         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3268                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3269
3270         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3271
3272         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3273         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3274         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3275         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3276                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3277         printk(KERN_ERR
3278                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3279
3280         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3281         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3282         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3283         *p = 0x56;
3284         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3285                                                                         p);
3286         printk(KERN_ERR
3287                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3288         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3289
3290         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3291         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3292         kfree(p);
3293         *p = 0x78;
3294         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3295         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3296
3297         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3298         kfree(p);
3299         p[50] = 0x9a;
3300         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3301                         p);
3302         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3303
3304         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3305         kfree(p);
3306         p[512] = 0xab;
3307         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3308         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3309 }
3310 #else
3311 static void resiliency_test(void) {};
3312 #endif
3313
3314 /*
3315  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3316  * and freed.
3317  */
3318
3319 struct location {
3320         unsigned long count;
3321         void *addr;
3322         long long sum_time;
3323         long min_time;
3324         long max_time;
3325         long min_pid;
3326         long max_pid;
3327         cpumask_t cpus;
3328         nodemask_t nodes;
3329 };
3330
3331 struct loc_track {
3332         unsigned long max;
3333         unsigned long count;
3334         struct location *loc;
3335 };
3336
3337 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3338 {
3339         if (t->max)
3340                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3341                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3342 }
3343
3344 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3345 {
3346         struct location *l;
3347         int order;
3348
3349         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3350
3351         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3352         if (!l)
3353                 return 0;
3354
3355         if (t->count) {
3356                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3357                 free_loc_track(t);
3358         }
3359         t->max = max;
3360         t->loc = l;
3361         return 1;
3362 }
3363
3364 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3365                                 const struct track *track)
3366 {
3367         long start, end, pos;
3368         struct location *l;
3369         void *caddr;
3370         unsigned long age = jiffies - track->when;
3371
3372         start = -1;
3373         end = t->count;
3374
3375         for ( ; ; ) {
3376                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3377
3378                 /*
3379                  * There is nothing at "end". If we end up there
3380                  * we need to add something to before end.
3381                  */
3382                 if (pos == end)
3383                         break;
3384
3385                 caddr = t->loc[pos].addr;
3386                 if (track->addr == caddr) {
3387
3388                         l = &t->loc[pos];
3389                         l->count++;
3390                         if (track->when) {
3391                                 l->sum_time += age;
3392                                 if (age < l->min_time)
3393                                         l->min_time = age;
3394                                 if (age > l->max_time)
3395                                         l->max_time = age;
3396
3397                                 if (track->pid < l->min_pid)
3398                                         l->min_pid = track->pid;
3399                                 if (track->pid > l->max_pid)
3400                                         l->max_pid = track->pid;
3401
3402                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3403                         }
3404                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3405                         return 1;
3406                 }
3407
3408                 if (track->addr < caddr)
3409                         end = pos;
3410                 else
3411                         start = pos;
3412         }
3413
3414         /*
3415          * Not found. Insert new tracking element.
3416          */
3417         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3418                 return 0;
3419
3420         l = t->loc + pos;
3421         if (pos < t->count)
3422                 memmove(l + 1, l,
3423                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3424         t->count++;
3425         l->count = 1;
3426         l->addr = track->addr;
3427         l->sum_time = age;
3428         l->min_time = age;
3429         l->max_time = age;
3430         l->min_pid = track->pid;
3431         l->max_pid = track->pid;
3432         cpus_clear(l->cpus);
3433         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3434         nodes_clear(l->nodes);
3435         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3436         return 1;
3437 }
3438
3439 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3440                 struct page *page, enum track_item alloc)
3441 {
3442         void *addr = page_address(page);
3443         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3444         void *p;
3445
3446         bitmap_zero(map, s->objects);
3447         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3448                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3449
3450         for_each_object(p, s, addr)
3451                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3452                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3453 }
3454
3455 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3456                                         enum track_item alloc)
3457 {
3458         int len = 0;
3459         unsigned long i;
3460         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3461         int node;
3462
3463         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3464                         GFP_TEMPORARY))
3465                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3466
3467         /* Push back cpu slabs */
3468         flush_all(s);
3469
3470         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3471                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3472                 unsigned long flags;
3473                 struct page *page;
3474
3475                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3476                         continue;
3477
3478                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3479                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3480                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3481                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3482                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3483                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3484         }
3485
3486         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3487                 struct location *l = &t.loc[i];
3488
3489                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3490                         break;
3491                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3492
3493                 if (l->addr)
3494                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3495                 else
3496                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3497
3498                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3499                         unsigned long remainder;
3500
3501                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3502                         l->min_time,
3503                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3504                         l->max_time);
3505                 } else
3506                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3507                                 l->min_time);
3508
3509                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3510                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3511                                 l->min_pid, l->max_pid);
3512                 else
3513                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3514                                 l->min_pid);
3515
3516                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3517                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3518                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3519                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3520                                         l->cpus);
3521                 }
3522
3523                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3524                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3525                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3526                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3527                                         l->nodes);
3528                 }
3529
3530                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3531         }
3532
3533         free_loc_track(&t);
3534         if (!t.count)
3535                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3536         return len;
3537 }
3538
3539 enum slab_stat_type {
3540         SL_FULL,
3541         SL_PARTIAL,
3542         SL_CPU,
3543         SL_OBJECTS
3544 };
3545
3546 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3547 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3548 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3549 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3550
3551 static unsigned long show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3552                         char *buf, unsigned long flags)
3553 {
3554         unsigned long total = 0;
3555         int cpu;
3556         int node;
3557         int x;
3558         unsigned long *nodes;
3559         unsigned long *per_cpu;
3560
3561         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3562         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3563
3564         for_each_possible_cpu(cpu) {
3565                 struct page *page;
3566                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3567
3568                 if (!c)
3569                         continue;
3570
3571                 page = c->page;
3572                 node = c->node;
3573                 if (node < 0)
3574                         continue;
3575                 if (page) {
3576                         if (flags & SO_CPU) {
3577                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3578                                         x = page->inuse;
3579                                 else
3580                                         x = 1;
3581                                 total += x;
3582                                 nodes[node] += x;
3583                         }
3584                         per_cpu[node]++;
3585                 }
3586         }
3587
3588         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3589                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3590
3591                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3592                         if (flags & SO_OBJECTS)
3593                                 x = count_partial(n);
3594                         else
3595                                 x = n->nr_partial;
3596                         total += x;
3597                         nodes[node] += x;
3598                 }
3599
3600                 if (flags & SO_FULL) {
3601                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3602                                         - per_cpu[node]
3603                                         - n->nr_partial;
3604
3605                         if (flags & SO_OBJECTS)
3606                                 x = full_slabs * s->objects;
3607                         else
3608                                 x = full_slabs;
3609                         total += x;
3610                         nodes[node] += x;
3611                 }
3612         }
3613
3614         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3615 #ifdef CONFIG_NUMA
3616         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3617                 if (nodes[node])
3618                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3619                                         node, nodes[node]);
3620 #endif
3621         kfree(nodes);
3622         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3623 }
3624
3625 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3626 {
3627         int node;
3628         int cpu;
3629
3630         for_each_possible_cpu(cpu) {
3631                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3632
3633                 if (c && c->page)
3634                         return 1;
3635         }
3636
3637         for_each_online_node(node) {
3638                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3639
3640                 if (!n)
3641                         continue;
3642
3643                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3644                         return 1;
3645         }
3646         return 0;
3647 }
3648
3649 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3650 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3651
3652 struct slab_attribute {
3653         struct attribute attr;
3654         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3655         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3656 };
3657
3658 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3659         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3660
3661 #define SLAB_ATTR(_name) \
3662         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3663         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3664
3665 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3666 {
3667         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3668 }
3669 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3670
3671 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3672 {
3673         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3674 }
3675 SLAB_ATTR_RO(align);
3676
3677 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3678 {
3679         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3680 }
3681 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3682
3683 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3684 {
3685         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3686 }
3687 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3688
3689 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3690 {
3691         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3692 }
3693 SLAB_ATTR_RO(order);
3694
3695 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3696 {
3697         if (s->ctor) {
3698                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3699
3700                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3701         }
3702         return 0;
3703 }
3704 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3705
3706 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3707 {
3708         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3709 }
3710 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3711
3712 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3713 {
3714         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3715 }
3716 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3717
3718 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3719 {
3720         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3721 }
3722 SLAB_ATTR_RO(partial);
3723
3724 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3725 {
3726         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3727 }
3728 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3729
3730 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3731 {
3732         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3733 }
3734 SLAB_ATTR_RO(objects);
3735
3736 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3737 {
3738         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3739 }
3740
3741 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3742                                 const char *buf, size_t length)
3743 {
3744         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3745         if (buf[0] == '1')
3746                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3747         return length;
3748 }
3749 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3750
3751 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3752 {
3753         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3754 }
3755
3756 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3757                                                         size_t length)
3758 {
3759         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3760         if (buf[0] == '1')
3761                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3762         return length;
3763 }
3764 SLAB_ATTR(trace);
3765
3766 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3767 {
3768         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3769 }
3770
3771 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3772                                 const char *buf, size_t length)
3773 {
3774         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3775         if (buf[0] == '1')
3776                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3777         return length;
3778 }
3779 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3780
3781 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3782 {
3783         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3784 }
3785 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3786
3787 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3788 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3789 {
3790         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3791 }
3792 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3793 #endif
3794
3795 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3796 {
3797         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3798 }
3799 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3800
3801 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3802 {
3803         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3804 }
3805
3806 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3807                                 const char *buf, size_t length)
3808 {
3809         if (any_slab_objects(s))
3810                 return -EBUSY;
3811
3812         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3813         if (buf[0] == '1')
3814                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3815         calculate_sizes(s);
3816         return length;
3817 }
3818 SLAB_ATTR(red_zone);
3819
3820 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3821 {
3822         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3823 }
3824
3825 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3826                                 const char *buf, size_t length)
3827 {
3828         if (any_slab_objects(s))
3829                 return -EBUSY;
3830
3831         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3832         if (buf[0] == '1')
3833                 s->flags |= SLAB_POISON;
3834         calculate_sizes(s);
3835         return length;
3836 }
3837 SLAB_ATTR(poison);
3838
3839 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3840 {
3841         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3842 }
3843
3844 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3845                                 const char *buf, size_t length)
3846 {
3847         if (any_slab_objects(s))
3848                 return -EBUSY;
3849
3850         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3851         if (buf[0] == '1')
3852                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3853         calculate_sizes(s);
3854         return length;
3855 }
3856 SLAB_ATTR(store_user);
3857
3858 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3859 {
3860         return 0;
3861 }
3862
3863 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3864                         const char *buf, size_t length)
3865 {
3866         int ret = -EINVAL;
3867
3868         if (buf[0] == '1') {
3869                 ret = validate_slab_cache(s);
3870                 if (ret >= 0)
3871                         ret = length;
3872         }
3873         return ret;
3874 }
3875 SLAB_ATTR(validate);
3876
3877 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3878 {
3879         return 0;
3880 }
3881
3882 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3883                         const char *buf, size_t length)
3884 {
3885         if (buf[0] == '1') {
3886                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3887
3888                 if (rc)
3889                         return rc;
3890         } else
3891                 return -EINVAL;
3892         return length;
3893 }
3894 SLAB_ATTR(shrink);
3895
3896 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3897 {
3898         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3899                 return -ENOSYS;
3900         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3901 }
3902 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3903
3904 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3905 {
3906         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3907                 return -ENOSYS;
3908         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3909 }
3910 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3911
3912 #ifdef CONFIG_NUMA
3913 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3914 {
3915         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3916 }
3917
3918 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3919                                 const char *buf, size_t length)
3920 {
3921         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3922
3923         if (n < 100)
3924                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3925         return length;
3926 }
3927 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3928 #endif
3929
3930 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
3931
3932 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
3933 {
3934         unsigned long sum  = 0;
3935         int cpu;
3936         int len;
3937         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
3938
3939         if (!data)
3940                 return -ENOMEM;
3941
3942         for_each_online_cpu(cpu) {
3943                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
3944
3945                 data[cpu] = x;
3946                 sum += x;
3947         }
3948
3949         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
3950
3951         for_each_online_cpu(cpu) {
3952                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
3953                         len += sprintf(buf + len, " c%d=%u", cpu, data[cpu]);
3954         }
3955         kfree(data);
3956         return len + sprintf(buf + len, "\n");
3957 }
3958
3959 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
3960 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
3961 {                                                               \
3962         return show_stat(s, buf, si);                           \
3963 }                                                               \
3964 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
3965
3966 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
3967 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
3968 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
3969 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
3970 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
3971 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
3972 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
3973 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
3974 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
3975 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
3976 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
3977 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
3978 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
3979 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
3980 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
3981 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
3982 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
3983
3984 #endif
3985
3986 static struct attribute *slab_attrs[] = {
3987         &slab_size_attr.attr,
3988         &object_size_attr.attr,
3989         &objs_per_slab_attr.attr,
3990         &order_attr.attr,
3991         &objects_attr.attr,
3992         &slabs_attr.attr,
3993         &partial_attr.attr,
3994         &cpu_slabs_attr.attr,
3995         &ctor_attr.attr,
3996         &aliases_attr.attr,
3997         &align_attr.attr,
3998         &sanity_checks_attr.attr,
3999         &trace_attr.attr,
4000         &hwcache_align_attr.attr,
4001         &reclaim_account_attr.attr,
4002         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4003         &red_zone_attr.attr,
4004         &poison_attr.attr,
4005         &store_user_attr.attr,
4006         &validate_attr.attr,
4007         &shrink_attr.attr,
4008         &alloc_calls_attr.attr,
4009         &free_calls_attr.attr,
4010 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4011         &cache_dma_attr.attr,
4012 #endif
4013 #ifdef CONFIG_NUMA
4014         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4015 #endif
4016 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4017         &alloc_fastpath_attr.attr,
4018         &alloc_slowpath_attr.attr,
4019         &free_fastpath_attr.attr,
4020         &free_slowpath_attr.attr,
4021         &free_frozen_attr.attr,
4022         &free_add_partial_attr.attr,
4023         &free_remove_partial_attr.attr,
4024         &alloc_from_partial_attr.attr,
4025         &alloc_slab_attr.attr,
4026         &alloc_refill_attr.attr,
4027         &free_slab_attr.attr,
4028         &cpuslab_flush_attr.attr,
4029         &deactivate_full_attr.attr,
4030         &deactivate_empty_attr.attr,
4031         &deactivate_to_head_attr.attr,
4032         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4033         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4034 #endif
4035         NULL
4036 };
4037
4038 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4039         .attrs = slab_attrs,
4040 };
4041
4042 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4043                                 struct attribute *attr,
4044                                 char *buf)
4045 {
4046         struct slab_attribute *attribute;
4047         struct kmem_cache *s;
4048         int err;
4049
4050         attribute = to_slab_attr(attr);
4051         s = to_slab(kobj);
4052
4053         if (!attribute->show)
4054                 return -EIO;
4055
4056         err = attribute->show(s, buf);
4057
4058         return err;
4059 }
4060
4061 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4062                                 struct attribute *attr,
4063                                 const char *buf, size_t len)
4064 {
4065         struct slab_attribute *attribute;
4066         struct kmem_cache *s;
4067         int err;
4068
4069         attribute = to_slab_attr(attr);
4070         s = to_slab(kobj);
4071
4072         if (!attribute->store)
4073                 return -EIO;
4074
4075         err = attribute->store(s, buf, len);
4076
4077         return err;
4078 }
4079
4080 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4081 {
4082         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4083
4084         kfree(s);
4085 }
4086
4087 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4088         .show = slab_attr_show,
4089         .store = slab_attr_store,
4090 };
4091
4092 static struct kobj_type slab_ktype = {
4093         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4094         .release = kmem_cache_release
4095 };
4096
4097 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4098 {
4099         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4100
4101         if (ktype == &slab_ktype)
4102                 return 1;
4103         return 0;
4104 }
4105
4106 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4107         .filter = uevent_filter,
4108 };
4109
4110 static struct kset *slab_kset;
4111
4112 #define ID_STR_LENGTH 64
4113
4114 /* Create a unique string id for a slab cache:
4115  * format
4116  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
4117  */
4118 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4119 {
4120         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4121         char *p = name;
4122
4123         BUG_ON(!name);
4124
4125         *p++ = ':';
4126         /*
4127          * First flags affecting slabcache operations. We will only
4128          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
4129          * too many flags. The flags here must cover all flags that
4130          * are matched during merging to guarantee that the id is
4131          * unique.
4132          */
4133         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
4134                 *p++ = 'd';
4135         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
4136                 *p++ = 'a';
4137         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4138                 *p++ = 'F';
4139         if (p != name + 1)
4140                 *p++ = '-';
4141         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4142         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4143         return name;
4144 }
4145
4146 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4147 {
4148         int err;
4149         const char *name;
4150         int unmergeable;
4151
4152         if (slab_state < SYSFS)
4153                 /* Defer until later */
4154                 return 0;
4155
4156         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4157         if (unmergeable) {
4158                 /*
4159                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4160                  * This is typically the case for debug situations. In that
4161                  * case we can catch duplicate names easily.
4162                  */
4163                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4164                 name = s->name;
4165         } else {
4166                 /*
4167                  * Create a unique name for the slab as a target
4168                  * for the symlinks.
4169                  */
4170                 name = create_unique_id(s);
4171         }
4172
4173         s->kobj.kset = slab_kset;
4174         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4175         if (err) {
4176                 kobject_put(&s->kobj);
4177                 return err;
4178         }
4179
4180         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4181         if (err)
4182                 return err;
4183         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4184         if (!unmergeable) {
4185                 /* Setup first alias */
4186                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4187                 kfree(name);
4188         }
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4193 {
4194         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4195         kobject_del(&s->kobj);
4196         kobject_put(&s->kobj);
4197 }
4198
4199 /*
4200  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4201  * available lest we loose that information.
4202  */
4203 struct saved_alias {
4204         struct kmem_cache *s;
4205         const char *name;
4206         struct saved_alias *next;
4207 };
4208
4209 static struct saved_alias *alias_list;
4210
4211 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4212 {
4213         struct saved_alias *al;
4214
4215         if (slab_state == SYSFS) {
4216                 /*
4217                  * If we have a leftover link then remove it.
4218                  */
4219                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4220                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4221         }
4222
4223         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4224         if (!al)
4225                 return -ENOMEM;
4226
4227         al->s = s;
4228         al->name = name;
4229         al->next = alias_list;
4230         alias_list = al;
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 static int __init slab_sysfs_init(void)
4235 {
4236         struct kmem_cache *s;
4237         int err;
4238
4239         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4240         if (!slab_kset) {
4241                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4242                 return -ENOSYS;
4243         }
4244
4245         slab_state = SYSFS;
4246
4247         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4248                 err = sysfs_slab_add(s);
4249                 if (err)
4250                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4251                                                 " to sysfs\n", s->name);
4252         }
4253
4254         while (alias_list) {
4255                 struct saved_alias *al = alias_list;
4256
4257                 alias_list = alias_list->next;
4258                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4259                 if (err)
4260                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4261                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4262                 kfree(al);
4263         }
4264
4265         resiliency_test();
4266         return 0;
4267 }
4268
4269 __initcall(slab_sysfs_init);
4270 #endif
4271
4272 /*
4273  * The /proc/slabinfo ABI
4274  */
4275 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4276
4277 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4278                        size_t count, loff_t *ppos)
4279 {
4280         return -EINVAL;
4281 }
4282
4283
4284 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4285 {
4286         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4287         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4288                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4289         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4290         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4291         seq_putc(m, '\n');
4292 }
4293
4294 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4295 {
4296         loff_t n = *pos;
4297
4298         down_read(&slub_lock);
4299         if (!n)
4300                 print_slabinfo_header(m);
4301
4302         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4303 }
4304
4305 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4306 {
4307         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4308 }
4309
4310 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4311 {
4312         up_read(&slub_lock);
4313 }
4314
4315 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4316 {
4317         unsigned long nr_partials = 0;
4318         unsigned long nr_slabs = 0;
4319         unsigned long nr_inuse = 0;
4320         unsigned long nr_objs;
4321         struct kmem_cache *s;
4322         int node;
4323
4324         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4325
4326         for_each_online_node(node) {
4327                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4328
4329                 if (!n)
4330                         continue;
4331
4332                 nr_partials += n->nr_partial;
4333                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4334                 nr_inuse += count_partial(n);
4335         }
4336
4337         nr_objs = nr_slabs * s->objects;
4338         nr_inuse += (nr_slabs - nr_partials) * s->objects;
4339
4340         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4341                    nr_objs, s->size, s->objects, (1 << s->order));
4342         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4343         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4344                    0UL);
4345         seq_putc(m, '\n');
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4350         .start = s_start,
4351         .next = s_next,
4352         .stop = s_stop,
4353         .show = s_show,
4354 };
4355
4356 #endif /* CONFIG_SLABINFO */