0f862fbd344bec0330a7889f2ea849509cbf42ae
[linux-3.10.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
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
144  *
145  * - Variable sizing of the per node arrays
146  */
147
148 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
149 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
150
151 #if PAGE_SHIFT <= 12
152
153 /*
154  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
155  */
156 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
157 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
158
159 #else
160
161 /*
162  * Large page machines are customarily able to handle larger
163  * page orders.
164  */
165 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
166 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
167
168 #endif
169
170 /*
171  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
172  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
173  */
174 #define MIN_PARTIAL 2
175
176 /*
177  * Maximum number of desirable partial slabs.
178  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
179  * sort the partial list by the number of objects in the.
180  */
181 #define MAX_PARTIAL 10
182
183 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
184                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
185
186 /*
187  * Set of flags that will prevent slab merging
188  */
189 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
190                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
191
192 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
193                 SLAB_CACHE_DMA)
194
195 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
196 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
197 #endif
198
199 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
200 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
201 #endif
202
203 /* Internal SLUB flags */
204 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
205 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
206
207 /* Not all arches define cache_line_size */
208 #ifndef cache_line_size
209 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
210 #endif
211
212 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
213
214 #ifdef CONFIG_SMP
215 static struct notifier_block slab_notifier;
216 #endif
217
218 static enum {
219         DOWN,           /* No slab functionality available */
220         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
221         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
222         SYSFS           /* Sysfs up */
223 } slab_state = DOWN;
224
225 /* A list of all slab caches on the system */
226 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
227 static LIST_HEAD(slab_caches);
228
229 /*
230  * Tracking user of a slab.
231  */
232 struct track {
233         void *addr;             /* Called from address */
234         int cpu;                /* Was running on cpu */
235         int pid;                /* Pid context */
236         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
237 };
238
239 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
240
241 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
242 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
243 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
244 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
245 #else
246 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
247 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
248                                                         { return 0; }
249 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
250 #endif
251
252 /********************************************************************
253  *                      Core slab cache functions
254  *******************************************************************/
255
256 int slab_is_available(void)
257 {
258         return slab_state >= UP;
259 }
260
261 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
262 {
263 #ifdef CONFIG_NUMA
264         return s->node[node];
265 #else
266         return &s->local_node;
267 #endif
268 }
269
270 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
271 {
272 #ifdef CONFIG_SMP
273         return s->cpu_slab[cpu];
274 #else
275         return &s->cpu_slab;
276 #endif
277 }
278
279 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
280                                 struct page *page, const void *object)
281 {
282         void *base;
283
284         if (!object)
285                 return 1;
286
287         base = page_address(page);
288         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
289                 (object - base) % s->size) {
290                 return 0;
291         }
292
293         return 1;
294 }
295
296 /*
297  * Slow version of get and set free pointer.
298  *
299  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
300  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
301  * from the page struct.
302  */
303 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
304 {
305         return *(void **)(object + s->offset);
306 }
307
308 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
309 {
310         *(void **)(object + s->offset) = fp;
311 }
312
313 /* Loop over all objects in a slab */
314 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
315         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
316                         __p += (__s)->size)
317
318 /* Scan freelist */
319 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
320         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
321
322 /* Determine object index from a given position */
323 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
324 {
325         return (p - addr) / s->size;
326 }
327
328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
329 /*
330  * Debug settings:
331  */
332 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
333 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
334 #else
335 static int slub_debug;
336 #endif
337
338 static char *slub_debug_slabs;
339
340 /*
341  * Object debugging
342  */
343 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
344 {
345         int i, offset;
346         int newline = 1;
347         char ascii[17];
348
349         ascii[16] = 0;
350
351         for (i = 0; i < length; i++) {
352                 if (newline) {
353                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
354                         newline = 0;
355                 }
356                 printk(" %02x", addr[i]);
357                 offset = i % 16;
358                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
359                 if (offset == 15) {
360                         printk(" %s\n",ascii);
361                         newline = 1;
362                 }
363         }
364         if (!newline) {
365                 i %= 16;
366                 while (i < 16) {
367                         printk("   ");
368                         ascii[i] = ' ';
369                         i++;
370                 }
371                 printk(" %s\n", ascii);
372         }
373 }
374
375 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
376         enum track_item alloc)
377 {
378         struct track *p;
379
380         if (s->offset)
381                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
382         else
383                 p = object + s->inuse;
384
385         return p + alloc;
386 }
387
388 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
389                                 enum track_item alloc, void *addr)
390 {
391         struct track *p;
392
393         if (s->offset)
394                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
395         else
396                 p = object + s->inuse;
397
398         p += alloc;
399         if (addr) {
400                 p->addr = addr;
401                 p->cpu = smp_processor_id();
402                 p->pid = current ? current->pid : -1;
403                 p->when = jiffies;
404         } else
405                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
406 }
407
408 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
409 {
410         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
411                 return;
412
413         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
414         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
415 }
416
417 static void print_track(const char *s, struct track *t)
418 {
419         if (!t->addr)
420                 return;
421
422         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
423         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
424         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
425 }
426
427 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
428 {
429         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
430                 return;
431
432         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
433         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
434 }
435
436 static void print_page_info(struct page *page)
437 {
438         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
439                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
440
441 }
442
443 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
444 {
445         va_list args;
446         char buf[100];
447
448         va_start(args, fmt);
449         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
450         va_end(args);
451         printk(KERN_ERR "========================================"
452                         "=====================================\n");
453         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
454         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
455                         "-------------------------------------\n\n");
456 }
457
458 static void slab_fix(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 "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
467 }
468
469 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
470 {
471         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
472         u8 *addr = page_address(page);
473
474         print_tracking(s, p);
475
476         print_page_info(page);
477
478         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
479                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
480
481         if (p > addr + 16)
482                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
483
484         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
485
486         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
487                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
488                         s->inuse - s->objsize);
489
490         if (s->offset)
491                 off = s->offset + sizeof(void *);
492         else
493                 off = s->inuse;
494
495         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
496                 off += 2 * sizeof(struct track);
497
498         if (off != s->size)
499                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
500                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
501
502         dump_stack();
503 }
504
505 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
506                         u8 *object, char *reason)
507 {
508         slab_bug(s, reason);
509         print_trailer(s, page, object);
510 }
511
512 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
513 {
514         va_list args;
515         char buf[100];
516
517         va_start(args, fmt);
518         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
519         va_end(args);
520         slab_bug(s, fmt);
521         print_page_info(page);
522         dump_stack();
523 }
524
525 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
526 {
527         u8 *p = object;
528
529         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
530                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
531                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
532         }
533
534         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
535                 memset(p + s->objsize,
536                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
537                         s->inuse - s->objsize);
538 }
539
540 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
541 {
542         while (bytes) {
543                 if (*start != (u8)value)
544                         return start;
545                 start++;
546                 bytes--;
547         }
548         return NULL;
549 }
550
551 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
552                                                 void *from, void *to)
553 {
554         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
555         memset(from, data, to - from);
556 }
557
558 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
559                         u8 *object, char *what,
560                         u8* start, unsigned int value, unsigned int bytes)
561 {
562         u8 *fault;
563         u8 *end;
564
565         fault = check_bytes(start, value, bytes);
566         if (!fault)
567                 return 1;
568
569         end = start + bytes;
570         while (end > fault && end[-1] == value)
571                 end--;
572
573         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
574         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
575                                         fault, end - 1, fault[0], value);
576         print_trailer(s, page, object);
577
578         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
579         return 0;
580 }
581
582 /*
583  * Object layout:
584  *
585  * object address
586  *      Bytes of the object to be managed.
587  *      If the freepointer may overlay the object then the free
588  *      pointer is the first word of the object.
589  *
590  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
591  *      0xa5 (POISON_END)
592  *
593  * object + s->objsize
594  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
595  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
596  *      objsize == inuse.
597  *
598  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
599  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
600  *
601  * object + s->inuse
602  *      Meta data starts here.
603  *
604  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
605  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
606  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
607  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
608  *              before the word boundary.
609  *
610  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
611  *
612  * object + s->size
613  *      Nothing is used beyond s->size.
614  *
615  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
616  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
617  * may be used with merged slabcaches.
618  */
619
620 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
621 {
622         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
623
624         if (s->offset)
625                 /* Freepointer is placed after the object. */
626                 off += sizeof(void *);
627
628         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
629                 /* We also have user information there */
630                 off += 2 * sizeof(struct track);
631
632         if (s->size == off)
633                 return 1;
634
635         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
636                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
637 }
638
639 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
640 {
641         u8 *start;
642         u8 *fault;
643         u8 *end;
644         int length;
645         int remainder;
646
647         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
648                 return 1;
649
650         start = page_address(page);
651         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
652         length = s->objects * s->size;
653         remainder = end - (start + length);
654         if (!remainder)
655                 return 1;
656
657         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
658         if (!fault)
659                 return 1;
660         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
661                 end--;
662
663         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
664         print_section("Padding", start, length);
665
666         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
667         return 0;
668 }
669
670 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
671                                         void *object, int active)
672 {
673         u8 *p = object;
674         u8 *endobject = object + s->objsize;
675
676         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
677                 unsigned int red =
678                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
679
680                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
681                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
682                         return 0;
683         } else {
684                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
685                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
686                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
687         }
688
689         if (s->flags & SLAB_POISON) {
690                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
691                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
692                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
693                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
694                                 p + s->objsize -1, POISON_END, 1)))
695                         return 0;
696                 /*
697                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
698                  */
699                 check_pad_bytes(s, page, p);
700         }
701
702         if (!s->offset && active)
703                 /*
704                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
705                  * freepointer while object is allocated.
706                  */
707                 return 1;
708
709         /* Check free pointer validity */
710         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
711                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
712                 /*
713                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
714                  * of the free objects in this slab. May cause
715                  * another error because the object count is now wrong.
716                  */
717                 set_freepointer(s, p, NULL);
718                 return 0;
719         }
720         return 1;
721 }
722
723 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
724 {
725         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
726
727         if (!PageSlab(page)) {
728                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
729                 return 0;
730         }
731         if (page->inuse > s->objects) {
732                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
733                         s->name, page->inuse, s->objects);
734                 return 0;
735         }
736         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
737         slab_pad_check(s, page);
738         return 1;
739 }
740
741 /*
742  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
743  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
744  */
745 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
746 {
747         int nr = 0;
748         void *fp = page->freelist;
749         void *object = NULL;
750
751         while (fp && nr <= s->objects) {
752                 if (fp == search)
753                         return 1;
754                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
755                         if (object) {
756                                 object_err(s, page, object,
757                                         "Freechain corrupt");
758                                 set_freepointer(s, object, NULL);
759                                 break;
760                         } else {
761                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
762                                 page->freelist = NULL;
763                                 page->inuse = s->objects;
764                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
765                                 return 0;
766                         }
767                         break;
768                 }
769                 object = fp;
770                 fp = get_freepointer(s, object);
771                 nr++;
772         }
773
774         if (page->inuse != s->objects - nr) {
775                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
776                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
777                 page->inuse = s->objects - nr;
778                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
779         }
780         return search == NULL;
781 }
782
783 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
784 {
785         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
786                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
787                         s->name,
788                         alloc ? "alloc" : "free",
789                         object, page->inuse,
790                         page->freelist);
791
792                 if (!alloc)
793                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
794
795                 dump_stack();
796         }
797 }
798
799 /*
800  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
801  */
802 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
803 {
804         spin_lock(&n->list_lock);
805         list_add(&page->lru, &n->full);
806         spin_unlock(&n->list_lock);
807 }
808
809 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
810 {
811         struct kmem_cache_node *n;
812
813         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
814                 return;
815
816         n = get_node(s, page_to_nid(page));
817
818         spin_lock(&n->list_lock);
819         list_del(&page->lru);
820         spin_unlock(&n->list_lock);
821 }
822
823 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
824                                                                 void *object)
825 {
826         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
827                 return;
828
829         init_object(s, object, 0);
830         init_tracking(s, object);
831 }
832
833 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
834                                                 void *object, void *addr)
835 {
836         if (!check_slab(s, page))
837                 goto bad;
838
839         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
840                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
841                 goto bad;
842         }
843
844         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
845                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
846                 goto bad;
847         }
848
849         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
850                 goto bad;
851
852         /* Success perform special debug activities for allocs */
853         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
854                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
855         trace(s, page, object, 1);
856         init_object(s, object, 1);
857         return 1;
858
859 bad:
860         if (PageSlab(page)) {
861                 /*
862                  * If this is a slab page then lets do the best we can
863                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
864                  * as used avoids touching the remaining objects.
865                  */
866                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
867                 page->inuse = s->objects;
868                 page->freelist = NULL;
869         }
870         return 0;
871 }
872
873 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
874                                                 void *object, void *addr)
875 {
876         if (!check_slab(s, page))
877                 goto fail;
878
879         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
880                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
881                 goto fail;
882         }
883
884         if (on_freelist(s, page, object)) {
885                 object_err(s, page, object, "Object already free");
886                 goto fail;
887         }
888
889         if (!check_object(s, page, object, 1))
890                 return 0;
891
892         if (unlikely(s != page->slab)) {
893                 if (!PageSlab(page))
894                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
895                                 "outside of slab", object);
896                 else
897                 if (!page->slab) {
898                         printk(KERN_ERR
899                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
900                                                 object);
901                         dump_stack();
902                 }
903                 else
904                         object_err(s, page, object,
905                                         "page slab pointer corrupt.");
906                 goto fail;
907         }
908
909         /* Special debug activities for freeing objects */
910         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
911                 remove_full(s, page);
912         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
913                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
914         trace(s, page, object, 0);
915         init_object(s, object, 0);
916         return 1;
917
918 fail:
919         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
920         return 0;
921 }
922
923 static int __init setup_slub_debug(char *str)
924 {
925         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
926         if (*str++ != '=' || !*str)
927                 /*
928                  * No options specified. Switch on full debugging.
929                  */
930                 goto out;
931
932         if (*str == ',')
933                 /*
934                  * No options but restriction on slabs. This means full
935                  * debugging for slabs matching a pattern.
936                  */
937                 goto check_slabs;
938
939         slub_debug = 0;
940         if (*str == '-')
941                 /*
942                  * Switch off all debugging measures.
943                  */
944                 goto out;
945
946         /*
947          * Determine which debug features should be switched on
948          */
949         for ( ;*str && *str != ','; str++) {
950                 switch (tolower(*str)) {
951                 case 'f':
952                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
953                         break;
954                 case 'z':
955                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
956                         break;
957                 case 'p':
958                         slub_debug |= SLAB_POISON;
959                         break;
960                 case 'u':
961                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
962                         break;
963                 case 't':
964                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
965                         break;
966                 default:
967                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
968                                 "unknown. skipped\n",*str);
969                 }
970         }
971
972 check_slabs:
973         if (*str == ',')
974                 slub_debug_slabs = str + 1;
975 out:
976         return 1;
977 }
978
979 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
980
981 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
982         unsigned long flags, const char *name,
983         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
984 {
985         /*
986          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
987          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
988          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
989          * object anymore.
990          *
991          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
992          * the limit is 512k.
993          *
994          * Debugging or ctor may create a need to move the free
995          * pointer. Fail if this happens.
996          */
997         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
998                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
999                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1000                 BUG_ON(ctor);
1001         } else {
1002                 /*
1003                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1004                  */
1005                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1006                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1007                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1008                                 flags |= slub_debug;
1009         }
1010
1011         return flags;
1012 }
1013 #else
1014 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1015                         struct page *page, void *object) {}
1016
1017 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1018         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1019
1020 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1021         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1022
1023 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1024                         { return 1; }
1025 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1026                         void *object, int active) { return 1; }
1027 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1028 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1029         unsigned long flags, const char *name,
1030         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1031 {
1032         return flags;
1033 }
1034 #define slub_debug 0
1035 #endif
1036 /*
1037  * Slab allocation and freeing
1038  */
1039 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1040 {
1041         struct page * page;
1042         int pages = 1 << s->order;
1043
1044         if (s->order)
1045                 flags |= __GFP_COMP;
1046
1047         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1048                 flags |= SLUB_DMA;
1049
1050         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1051                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1052
1053         if (node == -1)
1054                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1055         else
1056                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1057
1058         if (!page)
1059                 return NULL;
1060
1061         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1062                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1063                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1064                 pages);
1065
1066         return page;
1067 }
1068
1069 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1070                                 void *object)
1071 {
1072         setup_object_debug(s, page, object);
1073         if (unlikely(s->ctor))
1074                 s->ctor(object, s, 0);
1075 }
1076
1077 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1078 {
1079         struct page *page;
1080         struct kmem_cache_node *n;
1081         void *start;
1082         void *end;
1083         void *last;
1084         void *p;
1085
1086         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1087
1088         page = allocate_slab(s,
1089                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1090         if (!page)
1091                 goto out;
1092
1093         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1094         if (n)
1095                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1096         page->slab = s;
1097         page->flags |= 1 << PG_slab;
1098         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1099                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1100                 SetSlabDebug(page);
1101
1102         start = page_address(page);
1103         end = start + s->objects * s->size;
1104
1105         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1106                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1107
1108         last = start;
1109         for_each_object(p, s, start) {
1110                 setup_object(s, page, last);
1111                 set_freepointer(s, last, p);
1112                 last = p;
1113         }
1114         setup_object(s, page, last);
1115         set_freepointer(s, last, NULL);
1116
1117         page->freelist = start;
1118         page->inuse = 0;
1119 out:
1120         return page;
1121 }
1122
1123 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1124 {
1125         int pages = 1 << s->order;
1126
1127         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1128                 void *p;
1129
1130                 slab_pad_check(s, page);
1131                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1132                         check_object(s, page, p, 0);
1133                 ClearSlabDebug(page);
1134         }
1135
1136         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1137                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1138                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1139                 - pages);
1140
1141         __free_pages(page, s->order);
1142 }
1143
1144 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1145 {
1146         struct page *page;
1147
1148         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1149         __free_slab(page->slab, page);
1150 }
1151
1152 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1153 {
1154         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1155                 /*
1156                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1157                  */
1158                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1159
1160                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1161         } else
1162                 __free_slab(s, page);
1163 }
1164
1165 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1166 {
1167         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1168
1169         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1170         reset_page_mapcount(page);
1171         __ClearPageSlab(page);
1172         free_slab(s, page);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Per slab locking using the pagelock
1177  */
1178 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1179 {
1180         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1181 }
1182
1183 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1184 {
1185         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1186 }
1187
1188 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1189 {
1190         int rc = 1;
1191
1192         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1193         return rc;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Management of partially allocated slabs
1198  */
1199 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1200 {
1201         spin_lock(&n->list_lock);
1202         n->nr_partial++;
1203         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1204         spin_unlock(&n->list_lock);
1205 }
1206
1207 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1208 {
1209         spin_lock(&n->list_lock);
1210         n->nr_partial++;
1211         list_add(&page->lru, &n->partial);
1212         spin_unlock(&n->list_lock);
1213 }
1214
1215 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1216                                                 struct page *page)
1217 {
1218         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1219
1220         spin_lock(&n->list_lock);
1221         list_del(&page->lru);
1222         n->nr_partial--;
1223         spin_unlock(&n->list_lock);
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Lock slab and remove from the partial list.
1228  *
1229  * Must hold list_lock.
1230  */
1231 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1232 {
1233         if (slab_trylock(page)) {
1234                 list_del(&page->lru);
1235                 n->nr_partial--;
1236                 SetSlabFrozen(page);
1237                 return 1;
1238         }
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1244  */
1245 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1246 {
1247         struct page *page;
1248
1249         /*
1250          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1251          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1252          * partial slab and there is none available then get_partials()
1253          * will return NULL.
1254          */
1255         if (!n || !n->nr_partial)
1256                 return NULL;
1257
1258         spin_lock(&n->list_lock);
1259         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1260                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1261                         goto out;
1262         page = NULL;
1263 out:
1264         spin_unlock(&n->list_lock);
1265         return page;
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1270  */
1271 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1272 {
1273 #ifdef CONFIG_NUMA
1274         struct zonelist *zonelist;
1275         struct zone **z;
1276         struct page *page;
1277
1278         /*
1279          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1280          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1281          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1282          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1283          *
1284          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1285          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1286          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1287          * from other nodes and filled up.
1288          *
1289          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1290          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1291          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1292          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1293          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1294          * with available objects.
1295          */
1296         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1297                 return NULL;
1298
1299         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1300                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1301         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1302                 struct kmem_cache_node *n;
1303
1304                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1305
1306                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1307                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1308                         page = get_partial_node(n);
1309                         if (page)
1310                                 return page;
1311                 }
1312         }
1313 #endif
1314         return NULL;
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Get a partial page, lock it and return it.
1319  */
1320 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1321 {
1322         struct page *page;
1323         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1324
1325         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1326         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1327                 return page;
1328
1329         return get_any_partial(s, flags);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Move a page back to the lists.
1334  *
1335  * Must be called with the slab lock held.
1336  *
1337  * On exit the slab lock will have been dropped.
1338  */
1339 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1340 {
1341         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1342
1343         ClearSlabFrozen(page);
1344         if (page->inuse) {
1345
1346                 if (page->freelist)
1347                         add_partial(n, page);
1348                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1349                         add_full(n, page);
1350                 slab_unlock(page);
1351
1352         } else {
1353                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1354                         /*
1355                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1356                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1357                          * to come after the other slabs with objects in
1358                          * order to fill them up. That way the size of the
1359                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1360                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1361                          */
1362                         add_partial_tail(n, page);
1363                         slab_unlock(page);
1364                 } else {
1365                         slab_unlock(page);
1366                         discard_slab(s, page);
1367                 }
1368         }
1369 }
1370
1371 /*
1372  * Remove the cpu slab
1373  */
1374 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1375 {
1376         struct page *page = c->page;
1377         /*
1378          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1379          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1380          * to occur.
1381          */
1382         while (unlikely(c->freelist)) {
1383                 void **object;
1384
1385                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1386                 object = c->freelist;
1387                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1388
1389                 /* And put onto the regular freelist */
1390                 object[c->offset] = page->freelist;
1391                 page->freelist = object;
1392                 page->inuse--;
1393         }
1394         c->page = NULL;
1395         unfreeze_slab(s, page);
1396 }
1397
1398 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1399 {
1400         slab_lock(c->page);
1401         deactivate_slab(s, c);
1402 }
1403
1404 /*
1405  * Flush cpu slab.
1406  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1407  */
1408 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1409 {
1410         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1411
1412         if (likely(c && c->page))
1413                 flush_slab(s, c);
1414 }
1415
1416 static void flush_cpu_slab(void *d)
1417 {
1418         struct kmem_cache *s = d;
1419
1420         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1421 }
1422
1423 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1424 {
1425 #ifdef CONFIG_SMP
1426         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1427 #else
1428         unsigned long flags;
1429
1430         local_irq_save(flags);
1431         flush_cpu_slab(s);
1432         local_irq_restore(flags);
1433 #endif
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1438  * locality expectations.
1439  */
1440 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         if (node != -1 && c->node != node)
1444                 return 0;
1445 #endif
1446         return 1;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1451  * debugging duties.
1452  *
1453  * Interrupts are disabled.
1454  *
1455  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1456  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1457  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1458  *
1459  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1460  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1461  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1462  *
1463  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1464  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1465  */
1466 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1467                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1468 {
1469         void **object;
1470         struct page *new;
1471
1472         if (!c->page)
1473                 goto new_slab;
1474
1475         slab_lock(c->page);
1476         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1477                 goto another_slab;
1478 load_freelist:
1479         object = c->page->freelist;
1480         if (unlikely(!object))
1481                 goto another_slab;
1482         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1483                 goto debug;
1484
1485         object = c->page->freelist;
1486         c->freelist = object[c->offset];
1487         c->page->inuse = s->objects;
1488         c->page->freelist = NULL;
1489         c->node = page_to_nid(c->page);
1490         slab_unlock(c->page);
1491         return object;
1492
1493 another_slab:
1494         deactivate_slab(s, c);
1495
1496 new_slab:
1497         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1498         if (new) {
1499                 c->page = new;
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                 if (c->page) {
1514                         /*
1515                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1516                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1517                          * on another cpu. The page may not be on the
1518                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1519                          * specified. So we need to recheck.
1520                          */
1521                         if (node_match(c, node)) {
1522                                 /*
1523                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1524                                  * want the current one since its cache hot
1525                                  */
1526                                 discard_slab(s, new);
1527                                 slab_lock(c->page);
1528                                 goto load_freelist;
1529                         }
1530                         /* New slab does not fit our expectations */
1531                         flush_slab(s, c);
1532                 }
1533                 slab_lock(new);
1534                 SetSlabFrozen(new);
1535                 c->page = new;
1536                 goto load_freelist;
1537         }
1538         return NULL;
1539 debug:
1540         object = c->page->freelist;
1541         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1542                 goto another_slab;
1543
1544         c->page->inuse++;
1545         c->page->freelist = object[c->offset];
1546         c->node = -1;
1547         slab_unlock(c->page);
1548         return object;
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1553  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1554  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1555  *
1556  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1557  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1558  *
1559  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1560  */
1561 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1562                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1563 {
1564         void **object;
1565         unsigned long flags;
1566         struct kmem_cache_cpu *c;
1567
1568         local_irq_save(flags);
1569         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1570         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1571
1572                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1573
1574         else {
1575                 object = c->freelist;
1576                 c->freelist = object[c->offset];
1577         }
1578         local_irq_restore(flags);
1579
1580         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1581                 memset(object, 0, c->objsize);
1582
1583         return object;
1584 }
1585
1586 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1587 {
1588         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1589 }
1590 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1591
1592 #ifdef CONFIG_NUMA
1593 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1594 {
1595         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1596 }
1597 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1598 #endif
1599
1600 /*
1601  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1602  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1603  *
1604  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1605  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1606  * handling required then we can return immediately.
1607  */
1608 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1609                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1610 {
1611         void *prior;
1612         void **object = (void *)x;
1613
1614         slab_lock(page);
1615
1616         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1617                 goto debug;
1618 checks_ok:
1619         prior = object[offset] = page->freelist;
1620         page->freelist = object;
1621         page->inuse--;
1622
1623         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1624                 goto out_unlock;
1625
1626         if (unlikely(!page->inuse))
1627                 goto slab_empty;
1628
1629         /*
1630          * Objects left in the slab. If it
1631          * was not on the partial list before
1632          * then add it.
1633          */
1634         if (unlikely(!prior))
1635                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1636
1637 out_unlock:
1638         slab_unlock(page);
1639         return;
1640
1641 slab_empty:
1642         if (prior)
1643                 /*
1644                  * Slab still on the partial list.
1645                  */
1646                 remove_partial(s, page);
1647
1648         slab_unlock(page);
1649         discard_slab(s, page);
1650         return;
1651
1652 debug:
1653         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1654                 goto out_unlock;
1655         goto checks_ok;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1660  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1661  *
1662  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1663  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1664  * the item before.
1665  *
1666  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1667  * with all sorts of special processing.
1668  */
1669 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1670                         struct page *page, void *x, void *addr)
1671 {
1672         void **object = (void *)x;
1673         unsigned long flags;
1674         struct kmem_cache_cpu *c;
1675
1676         local_irq_save(flags);
1677         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1678         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1679         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1680                 object[c->offset] = c->freelist;
1681                 c->freelist = object;
1682         } else
1683                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1684
1685         local_irq_restore(flags);
1686 }
1687
1688 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1689 {
1690         struct page *page;
1691
1692         page = virt_to_head_page(x);
1693
1694         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1695 }
1696 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1697
1698 /* Figure out on which slab object the object resides */
1699 static struct page *get_object_page(const void *x)
1700 {
1701         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1702
1703         if (!PageSlab(page))
1704                 return NULL;
1705
1706         return page;
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1711  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1712  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1713  * another.
1714  *
1715  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1716  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1717  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1718  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1719  * locking overhead.
1720  */
1721
1722 /*
1723  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1724  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1725  * and increases the number of allocations possible without having to
1726  * take the list_lock.
1727  */
1728 static int slub_min_order;
1729 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1730 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1731
1732 /*
1733  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1734  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1735  */
1736 static int slub_nomerge;
1737
1738 /*
1739  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1740  *
1741  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1742  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1743  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1744  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1745  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1746  * would be wasted.
1747  *
1748  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1749  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1750  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1751  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1752  *
1753  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1754  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1755  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1756  * of space in favor of a small page order.
1757  *
1758  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1759  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1760  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1761  * the smallest order which will fit the object.
1762  */
1763 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1764                                 int max_order, int fract_leftover)
1765 {
1766         int order;
1767         int rem;
1768         int min_order = slub_min_order;
1769
1770         for (order = max(min_order,
1771                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1772                         order <= max_order; order++) {
1773
1774                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1775
1776                 if (slab_size < min_objects * size)
1777                         continue;
1778
1779                 rem = slab_size % size;
1780
1781                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1782                         break;
1783
1784         }
1785
1786         return order;
1787 }
1788
1789 static inline int calculate_order(int size)
1790 {
1791         int order;
1792         int min_objects;
1793         int fraction;
1794
1795         /*
1796          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1797          * works by first attempting to generate a layout with
1798          * the best configuration and backing off gradually.
1799          *
1800          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1801          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1802          */
1803         min_objects = slub_min_objects;
1804         while (min_objects > 1) {
1805                 fraction = 8;
1806                 while (fraction >= 4) {
1807                         order = slab_order(size, min_objects,
1808                                                 slub_max_order, fraction);
1809                         if (order <= slub_max_order)
1810                                 return order;
1811                         fraction /= 2;
1812                 }
1813                 min_objects /= 2;
1814         }
1815
1816         /*
1817          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1818          * lets see if we can place a single object there.
1819          */
1820         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1821         if (order <= slub_max_order)
1822                 return order;
1823
1824         /*
1825          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1826          */
1827         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1828         if (order <= MAX_ORDER)
1829                 return order;
1830         return -ENOSYS;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1835  */
1836 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1837                 unsigned long align, unsigned long size)
1838 {
1839         /*
1840          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1841          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1842          * large.
1843          *
1844          * The hardware cache alignment cannot override the
1845          * specified alignment though. If that is greater
1846          * then use it.
1847          */
1848         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1849                         size > cache_line_size() / 2)
1850                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1851
1852         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1853                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1854
1855         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1856 }
1857
1858 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1859                         struct kmem_cache_cpu *c)
1860 {
1861         c->page = NULL;
1862         c->freelist = NULL;
1863         c->node = 0;
1864         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1865         c->objsize = s->objsize;
1866 }
1867
1868 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1869 {
1870         n->nr_partial = 0;
1871         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1872         spin_lock_init(&n->list_lock);
1873         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1874 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1875         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1876 #endif
1877 }
1878
1879 #ifdef CONFIG_SMP
1880 /*
1881  * Per cpu array for per cpu structures.
1882  *
1883  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1884  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1885  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1886  * beneficial for the kmalloc caches.
1887  *
1888  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1889  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1890  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1891  *
1892  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1893  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1894  */
1895 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1896
1897 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1898                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1899
1900 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1901 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1902
1903 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1904                                                         int cpu, gfp_t flags)
1905 {
1906         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1907
1908         if (c)
1909                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1910                                 (void *)c->freelist;
1911         else {
1912                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1913                 c = kmalloc_node(
1914                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1915                         flags, cpu_to_node(cpu));
1916                 if (!c)
1917                         return NULL;
1918         }
1919
1920         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1921         return c;
1922 }
1923
1924 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1925 {
1926         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1927                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1928                 kfree(c);
1929                 return;
1930         }
1931         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1932         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1933 }
1934
1935 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1936 {
1937         int cpu;
1938
1939         for_each_online_cpu(cpu) {
1940                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1941
1942                 if (c) {
1943                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1944                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1945                 }
1946         }
1947 }
1948
1949 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1950 {
1951         int cpu;
1952
1953         for_each_online_cpu(cpu) {
1954                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1955
1956                 if (c)
1957                         continue;
1958
1959                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1960                 if (!c) {
1961                         free_kmem_cache_cpus(s);
1962                         return 0;
1963                 }
1964                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1965         }
1966         return 1;
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Initialize the per cpu array.
1971  */
1972 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1973 {
1974         int i;
1975
1976         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1977                 return;
1978
1979         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1980                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1981
1982         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1983 }
1984
1985 static void __init init_alloc_cpu(void)
1986 {
1987         int cpu;
1988
1989         for_each_online_cpu(cpu)
1990                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1991   }
1992
1993 #else
1994 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1995 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1996
1997 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1998 {
1999         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2000         return 1;
2001 }
2002 #endif
2003
2004 #ifdef CONFIG_NUMA
2005 /*
2006  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2007  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2008  * possible.
2009  *
2010  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2011  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2012  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2013  */
2014 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2015                                                            int node)
2016 {
2017         struct page *page;
2018         struct kmem_cache_node *n;
2019
2020         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2021
2022         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2023
2024         BUG_ON(!page);
2025         if (page_to_nid(page) != node) {
2026                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2027                                 "node %d\n", node);
2028                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2029                                 "in order to be able to continue\n");
2030         }
2031
2032         n = page->freelist;
2033         BUG_ON(!n);
2034         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2035         page->inuse++;
2036         kmalloc_caches->node[node] = n;
2037 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2038         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2039         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2040 #endif
2041         init_kmem_cache_node(n);
2042         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2043         add_partial(n, page);
2044         return n;
2045 }
2046
2047 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2048 {
2049         int node;
2050
2051         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2052                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2053                 if (n && n != &s->local_node)
2054                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2055                 s->node[node] = NULL;
2056         }
2057 }
2058
2059 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2060 {
2061         int node;
2062         int local_node;
2063
2064         if (slab_state >= UP)
2065                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2066         else
2067                 local_node = 0;
2068
2069         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2070                 struct kmem_cache_node *n;
2071
2072                 if (local_node == node)
2073                         n = &s->local_node;
2074                 else {
2075                         if (slab_state == DOWN) {
2076                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2077                                                                 node);
2078                                 continue;
2079                         }
2080                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2081                                                         gfpflags, node);
2082
2083                         if (!n) {
2084                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2085                                 return 0;
2086                         }
2087
2088                 }
2089                 s->node[node] = n;
2090                 init_kmem_cache_node(n);
2091         }
2092         return 1;
2093 }
2094 #else
2095 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2096 {
2097 }
2098
2099 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2100 {
2101         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2102         return 1;
2103 }
2104 #endif
2105
2106 /*
2107  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2108  * a slab object.
2109  */
2110 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2111 {
2112         unsigned long flags = s->flags;
2113         unsigned long size = s->objsize;
2114         unsigned long align = s->align;
2115
2116         /*
2117          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2118          * the slab may touch the object after free or before allocation
2119          * then we should never poison the object itself.
2120          */
2121         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2122                         !s->ctor)
2123                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2124         else
2125                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2126
2127         /*
2128          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2129          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2130          * the possible location of the free pointer.
2131          */
2132         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2133
2134 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2135         /*
2136          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2137          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2138          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2139          */
2140         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2141                 size += sizeof(void *);
2142 #endif
2143
2144         /*
2145          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2146          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2147          */
2148         s->inuse = size;
2149
2150         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2151                 s->ctor)) {
2152                 /*
2153                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2154                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2155                  * kmem_cache_free.
2156                  *
2157                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2158                  * destructor or are poisoning the objects.
2159                  */
2160                 s->offset = size;
2161                 size += sizeof(void *);
2162         }
2163
2164 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2165         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2166                 /*
2167                  * Need to store information about allocs and frees after
2168                  * the object.
2169                  */
2170                 size += 2 * sizeof(struct track);
2171
2172         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2173                 /*
2174                  * Add some empty padding so that we can catch
2175                  * overwrites from earlier objects rather than let
2176                  * tracking information or the free pointer be
2177                  * corrupted if an user writes before the start
2178                  * of the object.
2179                  */
2180                 size += sizeof(void *);
2181 #endif
2182
2183         /*
2184          * Determine the alignment based on various parameters that the
2185          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2186          * on bootup.
2187          */
2188         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2189
2190         /*
2191          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2192          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2193          * each object to conform to the alignment.
2194          */
2195         size = ALIGN(size, align);
2196         s->size = size;
2197
2198         s->order = calculate_order(size);
2199         if (s->order < 0)
2200                 return 0;
2201
2202         /*
2203          * Determine the number of objects per slab
2204          */
2205         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2206
2207         return !!s->objects;
2208
2209 }
2210
2211 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2212                 const char *name, size_t size,
2213                 size_t align, unsigned long flags,
2214                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2215 {
2216         memset(s, 0, kmem_size);
2217         s->name = name;
2218         s->ctor = ctor;
2219         s->objsize = size;
2220         s->align = align;
2221         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2222
2223         if (!calculate_sizes(s))
2224                 goto error;
2225
2226         s->refcount = 1;
2227 #ifdef CONFIG_NUMA
2228         s->defrag_ratio = 100;
2229 #endif
2230         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2231                 goto error;
2232
2233         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2234                 return 1;
2235         free_kmem_cache_nodes(s);
2236 error:
2237         if (flags & SLAB_PANIC)
2238                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2239                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2240                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2241                         s->offset, flags);
2242         return 0;
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Check if a given pointer is valid
2247  */
2248 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2249 {
2250         struct page * page;
2251
2252         page = get_object_page(object);
2253
2254         if (!page || s != page->slab)
2255                 /* No slab or wrong slab */
2256                 return 0;
2257
2258         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2259                 return 0;
2260
2261         /*
2262          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2263          * But this would be too expensive and it seems that the main
2264          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2265          * to a certain slab.
2266          */
2267         return 1;
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2270
2271 /*
2272  * Determine the size of a slab object
2273  */
2274 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2275 {
2276         return s->objsize;
2277 }
2278 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2279
2280 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2281 {
2282         return s->name;
2283 }
2284 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2285
2286 /*
2287  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2288  * were unable to free.
2289  */
2290 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2291                         struct list_head *list)
2292 {
2293         int slabs_inuse = 0;
2294         unsigned long flags;
2295         struct page *page, *h;
2296
2297         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2298         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2299                 if (!page->inuse) {
2300                         list_del(&page->lru);
2301                         discard_slab(s, page);
2302                 } else
2303                         slabs_inuse++;
2304         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2305         return slabs_inuse;
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Release all resources used by a slab cache.
2310  */
2311 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2312 {
2313         int node;
2314
2315         flush_all(s);
2316
2317         /* Attempt to free all objects */
2318         free_kmem_cache_cpus(s);
2319         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2320                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2321
2322                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2323                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2324                         return 1;
2325         }
2326         free_kmem_cache_nodes(s);
2327         return 0;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2332  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2333  */
2334 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2335 {
2336         down_write(&slub_lock);
2337         s->refcount--;
2338         if (!s->refcount) {
2339                 list_del(&s->list);
2340                 up_write(&slub_lock);
2341                 if (kmem_cache_close(s))
2342                         WARN_ON(1);
2343                 sysfs_slab_remove(s);
2344                 kfree(s);
2345         } else
2346                 up_write(&slub_lock);
2347 }
2348 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2349
2350 /********************************************************************
2351  *              Kmalloc subsystem
2352  *******************************************************************/
2353
2354 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2355 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2356
2357 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2358 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2359 #endif
2360
2361 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2362 {
2363         get_option (&str, &slub_min_order);
2364
2365         return 1;
2366 }
2367
2368 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2369
2370 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2371 {
2372         get_option (&str, &slub_max_order);
2373
2374         return 1;
2375 }
2376
2377 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2378
2379 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2380 {
2381         get_option (&str, &slub_min_objects);
2382
2383         return 1;
2384 }
2385
2386 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2387
2388 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2389 {
2390         slub_nomerge = 1;
2391         return 1;
2392 }
2393
2394 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2395
2396 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2397                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2398 {
2399         unsigned int flags = 0;
2400
2401         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2402                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2403
2404         down_write(&slub_lock);
2405         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2406                         flags, NULL))
2407                 goto panic;
2408
2409         list_add(&s->list, &slab_caches);
2410         up_write(&slub_lock);
2411         if (sysfs_slab_add(s))
2412                 goto panic;
2413         return s;
2414
2415 panic:
2416         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2417 }
2418
2419 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2420
2421 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2422 {
2423         struct kmem_cache *s;
2424
2425         down_write(&slub_lock);
2426         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2427                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2428                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2429                         sysfs_slab_add(s);
2430                 }
2431         }
2432         up_write(&slub_lock);
2433 }
2434
2435 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2436
2437 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2438 {
2439         struct kmem_cache *s;
2440         char *text;
2441         size_t realsize;
2442
2443         s = kmalloc_caches_dma[index];
2444         if (s)
2445                 return s;
2446
2447         /* Dynamically create dma cache */
2448         if (flags & __GFP_WAIT)
2449                 down_write(&slub_lock);
2450         else {
2451                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2452                         goto out;
2453         }
2454
2455         if (kmalloc_caches_dma[index])
2456                 goto unlock_out;
2457
2458         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2459         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2460         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2461
2462         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2463                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2464                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2465                 kfree(s);
2466                 kfree(text);
2467                 goto unlock_out;
2468         }
2469
2470         list_add(&s->list, &slab_caches);
2471         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2472
2473         schedule_work(&sysfs_add_work);
2474
2475 unlock_out:
2476         up_write(&slub_lock);
2477 out:
2478         return kmalloc_caches_dma[index];
2479 }
2480 #endif
2481
2482 /*
2483  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2484  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2485  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2486  * fls.
2487  */
2488 static s8 size_index[24] = {
2489         3,      /* 8 */
2490         4,      /* 16 */
2491         5,      /* 24 */
2492         5,      /* 32 */
2493         6,      /* 40 */
2494         6,      /* 48 */
2495         6,      /* 56 */
2496         6,      /* 64 */
2497         1,      /* 72 */
2498         1,      /* 80 */
2499         1,      /* 88 */
2500         1,      /* 96 */
2501         7,      /* 104 */
2502         7,      /* 112 */
2503         7,      /* 120 */
2504         7,      /* 128 */
2505         2,      /* 136 */
2506         2,      /* 144 */
2507         2,      /* 152 */
2508         2,      /* 160 */
2509         2,      /* 168 */
2510         2,      /* 176 */
2511         2,      /* 184 */
2512         2       /* 192 */
2513 };
2514
2515 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2516 {
2517         int index;
2518
2519         if (size <= 192) {
2520                 if (!size)
2521                         return ZERO_SIZE_PTR;
2522
2523                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2524         } else
2525                 index = fls(size - 1);
2526
2527 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2528         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2529                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2530
2531 #endif
2532         return &kmalloc_caches[index];
2533 }
2534
2535 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2536 {
2537         struct kmem_cache *s;
2538
2539         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2540                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2541                                                         get_order(size));
2542
2543         s = get_slab(size, flags);
2544
2545         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2546                 return s;
2547
2548         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2549 }
2550 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2551
2552 #ifdef CONFIG_NUMA
2553 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2554 {
2555         struct kmem_cache *s;
2556
2557         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2558                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2559                                                         get_order(size));
2560
2561         s = get_slab(size, flags);
2562
2563         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2564                 return s;
2565
2566         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2567 }
2568 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2569 #endif
2570
2571 size_t ksize(const void *object)
2572 {
2573         struct page *page;
2574         struct kmem_cache *s;
2575
2576         BUG_ON(!object);
2577         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2578                 return 0;
2579
2580         page = get_object_page(object);
2581         BUG_ON(!page);
2582         s = page->slab;
2583         BUG_ON(!s);
2584
2585         /*
2586          * Debugging requires use of the padding between object
2587          * and whatever may come after it.
2588          */
2589         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2590                 return s->objsize;
2591
2592         /*
2593          * If we have the need to store the freelist pointer
2594          * back there or track user information then we can
2595          * only use the space before that information.
2596          */
2597         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2598                 return s->inuse;
2599
2600         /*
2601          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2602          */
2603         return s->size;
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2606
2607 void kfree(const void *x)
2608 {
2609         struct page *page;
2610
2611         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2612                 return;
2613
2614         page = virt_to_head_page(x);
2615         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2616                 put_page(page);
2617                 return;
2618         }
2619         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2620 }
2621 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2622
2623 /*
2624  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2625  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2626  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2627  * and thus they can be removed from the partial lists.
2628  *
2629  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2630  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2631  * are freed in them.
2632  */
2633 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2634 {
2635         int node;
2636         int i;
2637         struct kmem_cache_node *n;
2638         struct page *page;
2639         struct page *t;
2640         struct list_head *slabs_by_inuse =
2641                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2642         unsigned long flags;
2643
2644         if (!slabs_by_inuse)
2645                 return -ENOMEM;
2646
2647         flush_all(s);
2648         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2649                 n = get_node(s, node);
2650
2651                 if (!n->nr_partial)
2652                         continue;
2653
2654                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2655                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2656
2657                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2658
2659                 /*
2660                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2661                  *
2662                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2663                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2664                  */
2665                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2666                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2667                                 /*
2668                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2669                                  * may have freed the last object and be
2670                                  * waiting to release the slab.
2671                                  */
2672                                 list_del(&page->lru);
2673                                 n->nr_partial--;
2674                                 slab_unlock(page);
2675                                 discard_slab(s, page);
2676                         } else {
2677                                 list_move(&page->lru,
2678                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2679                         }
2680                 }
2681
2682                 /*
2683                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2684                  * first and the least used slabs at the end.
2685                  */
2686                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2687                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2688
2689                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2690         }
2691
2692         kfree(slabs_by_inuse);
2693         return 0;
2694 }
2695 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2696
2697 /********************************************************************
2698  *                      Basic setup of slabs
2699  *******************************************************************/
2700
2701 void __init kmem_cache_init(void)
2702 {
2703         int i;
2704         int caches = 0;
2705
2706         init_alloc_cpu();
2707
2708 #ifdef CONFIG_NUMA
2709         /*
2710          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2711          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2712          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2713          */
2714         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2715                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2716         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2717         caches++;
2718 #endif
2719
2720         /* Able to allocate the per node structures */
2721         slab_state = PARTIAL;
2722
2723         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2724         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2725                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2726                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2727                 caches++;
2728         }
2729         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2730                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2731                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2732                 caches++;
2733         }
2734
2735         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2736                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2737                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2738                 caches++;
2739         }
2740
2741
2742         /*
2743          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2744          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2745          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2746          *
2747          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2748          * handle the index determination for the smaller caches.
2749          *
2750          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2751          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2752          */
2753         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2754                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2755
2756         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2757                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2758
2759         slab_state = UP;
2760
2761         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2762         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2763                 kmalloc_caches[i]. name =
2764                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2765
2766 #ifdef CONFIG_SMP
2767         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2768         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2769                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2770 #else
2771         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2772 #endif
2773
2774
2775         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2776                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2777                 caches, cache_line_size(),
2778                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2779                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2780 }
2781
2782 /*
2783  * Find a mergeable slab cache
2784  */
2785 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2786 {
2787         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2788                 return 1;
2789
2790         if (s->ctor)
2791                 return 1;
2792
2793         /*
2794          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2795          */
2796         if (s->refcount < 0)
2797                 return 1;
2798
2799         return 0;
2800 }
2801
2802 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2803                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2804                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2805 {
2806         struct kmem_cache *s;
2807
2808         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2809                 return NULL;
2810
2811         if (ctor)
2812                 return NULL;
2813
2814         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2815         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2816         size = ALIGN(size, align);
2817         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2818
2819         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2820                 if (slab_unmergeable(s))
2821                         continue;
2822
2823                 if (size > s->size)
2824                         continue;
2825
2826                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2827                                 continue;
2828                 /*
2829                  * Check if alignment is compatible.
2830                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2831                  */
2832                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2833                         continue;
2834
2835                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2836                         continue;
2837
2838                 return s;
2839         }
2840         return NULL;
2841 }
2842
2843 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2844                 size_t align, unsigned long flags,
2845                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2846 {
2847         struct kmem_cache *s;
2848
2849         down_write(&slub_lock);
2850         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2851         if (s) {
2852                 int cpu;
2853
2854                 s->refcount++;
2855                 /*
2856                  * Adjust the object sizes so that we clear
2857                  * the complete object on kzalloc.
2858                  */
2859                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2860
2861                 /*
2862                  * And then we need to update the object size in the
2863                  * per cpu structures
2864                  */
2865                 for_each_online_cpu(cpu)
2866                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2867                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2868                 up_write(&slub_lock);
2869                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2870                         goto err;
2871                 return s;
2872         }
2873         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2874         if (s) {
2875                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2876                                 size, align, flags, ctor)) {
2877                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2878                         up_write(&slub_lock);
2879                         if (sysfs_slab_add(s))
2880                                 goto err;
2881                         return s;
2882                 }
2883                 kfree(s);
2884         }
2885         up_write(&slub_lock);
2886
2887 err:
2888         if (flags & SLAB_PANIC)
2889                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2890         else
2891                 s = NULL;
2892         return s;
2893 }
2894 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2895
2896 #ifdef CONFIG_SMP
2897 /*
2898  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2899  * necessary.
2900  */
2901 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2902                 unsigned long action, void *hcpu)
2903 {
2904         long cpu = (long)hcpu;
2905         struct kmem_cache *s;
2906         unsigned long flags;
2907
2908         switch (action) {
2909         case CPU_UP_PREPARE:
2910         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2911                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2912                 down_read(&slub_lock);
2913                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2914                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
2915                                                         GFP_KERNEL);
2916                 up_read(&slub_lock);
2917                 break;
2918
2919         case CPU_UP_CANCELED:
2920         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2921         case CPU_DEAD:
2922         case CPU_DEAD_FROZEN:
2923                 down_read(&slub_lock);
2924                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2925                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2926
2927                         local_irq_save(flags);
2928                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
2929                         local_irq_restore(flags);
2930                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2931                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2932                 }
2933                 up_read(&slub_lock);
2934                 break;
2935         default:
2936                 break;
2937         }
2938         return NOTIFY_OK;
2939 }
2940
2941 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2942         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2943
2944 #endif
2945
2946 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2947 {
2948         struct kmem_cache *s;
2949
2950         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2951                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2952                                                         get_order(size));
2953         s = get_slab(size, gfpflags);
2954
2955         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2956                 return s;
2957
2958         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2959 }
2960
2961 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2962                                         int node, void *caller)
2963 {
2964         struct kmem_cache *s;
2965
2966         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2967                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2968                                                         get_order(size));
2969         s = get_slab(size, gfpflags);
2970
2971         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2972                 return s;
2973
2974         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2975 }
2976
2977 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2978 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2979                                                 unsigned long *map)
2980 {
2981         void *p;
2982         void *addr = page_address(page);
2983
2984         if (!check_slab(s, page) ||
2985                         !on_freelist(s, page, NULL))
2986                 return 0;
2987
2988         /* Now we know that a valid freelist exists */
2989         bitmap_zero(map, s->objects);
2990
2991         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2992                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2993                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2994                         return 0;
2995         }
2996
2997         for_each_object(p, s, addr)
2998                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2999                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3000                                 return 0;
3001         return 1;
3002 }
3003
3004 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3005                                                 unsigned long *map)
3006 {
3007         if (slab_trylock(page)) {
3008                 validate_slab(s, page, map);
3009                 slab_unlock(page);
3010         } else
3011                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3012                         s->name, page);
3013
3014         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3015                 if (!SlabDebug(page))
3016                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3017                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3018         } else {
3019                 if (SlabDebug(page))
3020                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3021                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3022         }
3023 }
3024
3025 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3026                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3027 {
3028         unsigned long count = 0;
3029         struct page *page;
3030         unsigned long flags;
3031
3032         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3033
3034         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3035                 validate_slab_slab(s, page, map);
3036                 count++;
3037         }
3038         if (count != n->nr_partial)
3039                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3040                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3041
3042         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3043                 goto out;
3044
3045         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3046                 validate_slab_slab(s, page, map);
3047                 count++;
3048         }
3049         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3050                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3051                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3052                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3053
3054 out:
3055         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3056         return count;
3057 }
3058
3059 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3060 {
3061         int node;
3062         unsigned long count = 0;
3063         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3064                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3065
3066         if (!map)
3067                 return -ENOMEM;
3068
3069         flush_all(s);
3070         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3071                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3072
3073                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3074         }
3075         kfree(map);
3076         return count;
3077 }
3078
3079 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3080 static void resiliency_test(void)
3081 {
3082         u8 *p;
3083
3084         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3085         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3086         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3087
3088         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3089         p[16] = 0x12;
3090         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3091                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3092
3093         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3094
3095         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3096         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3097         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3098         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3099                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3100         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3101
3102         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3103         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3104         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3105         *p = 0x56;
3106         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3107                                                                         p);
3108         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3109         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3110
3111         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3112         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3113         kfree(p);
3114         *p = 0x78;
3115         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3116         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3117
3118         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3119         kfree(p);
3120         p[50] = 0x9a;
3121         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3122         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3123
3124         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3125         kfree(p);
3126         p[512] = 0xab;
3127         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3128         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3129 }
3130 #else
3131 static void resiliency_test(void) {};
3132 #endif
3133
3134 /*
3135  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3136  * and freed.
3137  */
3138
3139 struct location {
3140         unsigned long count;
3141         void *addr;
3142         long long sum_time;
3143         long min_time;
3144         long max_time;
3145         long min_pid;
3146         long max_pid;
3147         cpumask_t cpus;
3148         nodemask_t nodes;
3149 };
3150
3151 struct loc_track {
3152         unsigned long max;
3153         unsigned long count;
3154         struct location *loc;
3155 };
3156
3157 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3158 {
3159         if (t->max)
3160                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3161                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3162 }
3163
3164 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3165 {
3166         struct location *l;
3167         int order;
3168
3169         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3170
3171         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3172         if (!l)
3173                 return 0;
3174
3175         if (t->count) {
3176                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3177                 free_loc_track(t);
3178         }
3179         t->max = max;
3180         t->loc = l;
3181         return 1;
3182 }
3183
3184 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3185                                 const struct track *track)
3186 {
3187         long start, end, pos;
3188         struct location *l;
3189         void *caddr;
3190         unsigned long age = jiffies - track->when;
3191
3192         start = -1;
3193         end = t->count;
3194
3195         for ( ; ; ) {
3196                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3197
3198                 /*
3199                  * There is nothing at "end". If we end up there
3200                  * we need to add something to before end.
3201                  */
3202                 if (pos == end)
3203                         break;
3204
3205                 caddr = t->loc[pos].addr;
3206                 if (track->addr == caddr) {
3207
3208                         l = &t->loc[pos];
3209                         l->count++;
3210                         if (track->when) {
3211                                 l->sum_time += age;
3212                                 if (age < l->min_time)
3213                                         l->min_time = age;
3214                                 if (age > l->max_time)
3215                                         l->max_time = age;
3216
3217                                 if (track->pid < l->min_pid)
3218                                         l->min_pid = track->pid;
3219                                 if (track->pid > l->max_pid)
3220                                         l->max_pid = track->pid;
3221
3222                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3223                         }
3224                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3225                         return 1;
3226                 }
3227
3228                 if (track->addr < caddr)
3229                         end = pos;
3230                 else
3231                         start = pos;
3232         }
3233
3234         /*
3235          * Not found. Insert new tracking element.
3236          */
3237         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3238                 return 0;
3239
3240         l = t->loc + pos;
3241         if (pos < t->count)
3242                 memmove(l + 1, l,
3243                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3244         t->count++;
3245         l->count = 1;
3246         l->addr = track->addr;
3247         l->sum_time = age;
3248         l->min_time = age;
3249         l->max_time = age;
3250         l->min_pid = track->pid;
3251         l->max_pid = track->pid;
3252         cpus_clear(l->cpus);
3253         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3254         nodes_clear(l->nodes);
3255         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3256         return 1;
3257 }
3258
3259 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3260                 struct page *page, enum track_item alloc)
3261 {
3262         void *addr = page_address(page);
3263         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3264         void *p;
3265
3266         bitmap_zero(map, s->objects);
3267         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3268                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3269
3270         for_each_object(p, s, addr)
3271                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3272                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3273 }
3274
3275 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3276                                         enum track_item alloc)
3277 {
3278         int n = 0;
3279         unsigned long i;
3280         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3281         int node;
3282
3283         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3284                         GFP_TEMPORARY))
3285                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3286
3287         /* Push back cpu slabs */
3288         flush_all(s);
3289
3290         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3291                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3292                 unsigned long flags;
3293                 struct page *page;
3294
3295                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3296                         continue;
3297
3298                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3299                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3300                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3301                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3302                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3303                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3304         }
3305
3306         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3307                 struct location *l = &t.loc[i];
3308
3309                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3310                         break;
3311                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3312
3313                 if (l->addr)
3314                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3315                 else
3316                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3317
3318                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3319                         unsigned long remainder;
3320
3321                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3322                         l->min_time,
3323                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3324                         l->max_time);
3325                 } else
3326                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3327                                 l->min_time);
3328
3329                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3330                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3331                                 l->min_pid, l->max_pid);
3332                 else
3333                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3334                                 l->min_pid);
3335
3336                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3337                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3338                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3339                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3340                                         l->cpus);
3341                 }
3342
3343                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3344                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3345                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3346                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3347                                         l->nodes);
3348                 }
3349
3350                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3351         }
3352
3353         free_loc_track(&t);
3354         if (!t.count)
3355                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3356         return n;
3357 }
3358
3359 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3360 {
3361         unsigned long flags;
3362         unsigned long x = 0;
3363         struct page *page;
3364
3365         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3366         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3367                 x += page->inuse;
3368         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3369         return x;
3370 }
3371
3372 enum slab_stat_type {
3373         SL_FULL,
3374         SL_PARTIAL,
3375         SL_CPU,
3376         SL_OBJECTS
3377 };
3378
3379 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3380 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3381 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3382 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3383
3384 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3385                         char *buf, unsigned long flags)
3386 {
3387         unsigned long total = 0;
3388         int cpu;
3389         int node;
3390         int x;
3391         unsigned long *nodes;
3392         unsigned long *per_cpu;
3393
3394         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3395         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3396
3397         for_each_possible_cpu(cpu) {
3398                 struct page *page;
3399                 int node;
3400                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3401
3402                 if (!c)
3403                         continue;
3404
3405                 page = c->page;
3406                 node = c->node;
3407                 if (node < 0)
3408                         continue;
3409                 if (page) {
3410                         if (flags & SO_CPU) {
3411                                 int x = 0;
3412
3413                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3414                                         x = page->inuse;
3415                                 else
3416                                         x = 1;
3417                                 total += x;
3418                                 nodes[node] += x;
3419                         }
3420                         per_cpu[node]++;
3421                 }
3422         }
3423
3424         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3425                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3426
3427                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3428                         if (flags & SO_OBJECTS)
3429                                 x = count_partial(n);
3430                         else
3431                                 x = n->nr_partial;
3432                         total += x;
3433                         nodes[node] += x;
3434                 }
3435
3436                 if (flags & SO_FULL) {
3437                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3438                                         - per_cpu[node]
3439                                         - n->nr_partial;
3440
3441                         if (flags & SO_OBJECTS)
3442                                 x = full_slabs * s->objects;
3443                         else
3444                                 x = full_slabs;
3445                         total += x;
3446                         nodes[node] += x;
3447                 }
3448         }
3449
3450         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3451 #ifdef CONFIG_NUMA
3452         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3453                 if (nodes[node])
3454                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3455                                         node, nodes[node]);
3456 #endif
3457         kfree(nodes);
3458         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3459 }
3460
3461 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3462 {
3463         int node;
3464         int cpu;
3465
3466         for_each_possible_cpu(cpu) {
3467                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3468
3469                 if (c && c->page)
3470                         return 1;
3471         }
3472
3473         for_each_online_node(node) {
3474                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3475
3476                 if (!n)
3477                         continue;
3478
3479                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3480                         return 1;
3481         }
3482         return 0;
3483 }
3484
3485 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3486 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3487
3488 struct slab_attribute {
3489         struct attribute attr;
3490         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3491         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3492 };
3493
3494 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3495         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3496
3497 #define SLAB_ATTR(_name) \
3498         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3499         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3500
3501 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3502 {
3503         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3504 }
3505 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3506
3507 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3508 {
3509         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3510 }
3511 SLAB_ATTR_RO(align);
3512
3513 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3514 {
3515         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3516 }
3517 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3518
3519 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3520 {
3521         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3522 }
3523 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3524
3525 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3526 {
3527         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3528 }
3529 SLAB_ATTR_RO(order);
3530
3531 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3532 {
3533         if (s->ctor) {
3534                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3535
3536                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3537         }
3538         return 0;
3539 }
3540 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3541
3542 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3543 {
3544         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3545 }
3546 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3547
3548 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3549 {
3550         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3551 }
3552 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3553
3554 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3555 {
3556         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3557 }
3558 SLAB_ATTR_RO(partial);
3559
3560 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3561 {
3562         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3563 }
3564 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3565
3566 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3567 {
3568         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3569 }
3570 SLAB_ATTR_RO(objects);
3571
3572 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3573 {
3574         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3575 }
3576
3577 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3578                                 const char *buf, size_t length)
3579 {
3580         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3581         if (buf[0] == '1')
3582                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3583         return length;
3584 }
3585 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3586
3587 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3588 {
3589         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3590 }
3591
3592 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3593                                                         size_t length)
3594 {
3595         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3596         if (buf[0] == '1')
3597                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3598         return length;
3599 }
3600 SLAB_ATTR(trace);
3601
3602 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3603 {
3604         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3605 }
3606
3607 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3608                                 const char *buf, size_t length)
3609 {
3610         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3611         if (buf[0] == '1')
3612                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3613         return length;
3614 }
3615 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3616
3617 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3618 {
3619         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3620 }
3621 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3622
3623 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3624 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3625 {
3626         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3627 }
3628 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3629 #endif
3630
3631 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3632 {
3633         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3634 }
3635 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3636
3637 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3638 {
3639         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3640 }
3641
3642 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3643                                 const char *buf, size_t length)
3644 {
3645         if (any_slab_objects(s))
3646                 return -EBUSY;
3647
3648         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3649         if (buf[0] == '1')
3650                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3651         calculate_sizes(s);
3652         return length;
3653 }
3654 SLAB_ATTR(red_zone);
3655
3656 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3657 {
3658         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3659 }
3660
3661 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3662                                 const char *buf, size_t length)
3663 {
3664         if (any_slab_objects(s))
3665                 return -EBUSY;
3666
3667         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3668         if (buf[0] == '1')
3669                 s->flags |= SLAB_POISON;
3670         calculate_sizes(s);
3671         return length;
3672 }
3673 SLAB_ATTR(poison);
3674
3675 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3676 {
3677         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3678 }
3679
3680 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3681                                 const char *buf, size_t length)
3682 {
3683         if (any_slab_objects(s))
3684                 return -EBUSY;
3685
3686         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3687         if (buf[0] == '1')
3688                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3689         calculate_sizes(s);
3690         return length;
3691 }
3692 SLAB_ATTR(store_user);
3693
3694 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3695 {
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3700                         const char *buf, size_t length)
3701 {
3702         int ret = -EINVAL;
3703
3704         if (buf[0] == '1') {
3705                 ret = validate_slab_cache(s);
3706                 if (ret >= 0)
3707                         ret = length;
3708         }
3709         return ret;
3710 }
3711 SLAB_ATTR(validate);
3712
3713 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3714 {
3715         return 0;
3716 }
3717
3718 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3719                         const char *buf, size_t length)
3720 {
3721         if (buf[0] == '1') {
3722                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3723
3724                 if (rc)
3725                         return rc;
3726         } else
3727                 return -EINVAL;
3728         return length;
3729 }
3730 SLAB_ATTR(shrink);
3731
3732 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3733 {
3734         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3735                 return -ENOSYS;
3736         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3737 }
3738 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3739
3740 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3741 {
3742         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3743                 return -ENOSYS;
3744         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3745 }
3746 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3747
3748 #ifdef CONFIG_NUMA
3749 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3750 {
3751         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3752 }
3753
3754 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3755                                 const char *buf, size_t length)
3756 {
3757         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3758
3759         if (n < 100)
3760                 s->defrag_ratio = n * 10;
3761         return length;
3762 }
3763 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3764 #endif
3765
3766 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3767         &slab_size_attr.attr,
3768         &object_size_attr.attr,
3769         &objs_per_slab_attr.attr,
3770         &order_attr.attr,
3771         &objects_attr.attr,
3772         &slabs_attr.attr,
3773         &partial_attr.attr,
3774         &cpu_slabs_attr.attr,
3775         &ctor_attr.attr,
3776         &aliases_attr.attr,
3777         &align_attr.attr,
3778         &sanity_checks_attr.attr,
3779         &trace_attr.attr,
3780         &hwcache_align_attr.attr,
3781         &reclaim_account_attr.attr,
3782         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3783         &red_zone_attr.attr,
3784         &poison_attr.attr,
3785         &store_user_attr.attr,
3786         &validate_attr.attr,
3787         &shrink_attr.attr,
3788         &alloc_calls_attr.attr,
3789         &free_calls_attr.attr,
3790 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3791         &cache_dma_attr.attr,
3792 #endif
3793 #ifdef CONFIG_NUMA
3794         &defrag_ratio_attr.attr,
3795 #endif
3796         NULL
3797 };
3798
3799 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3800         .attrs = slab_attrs,
3801 };
3802
3803 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3804                                 struct attribute *attr,
3805                                 char *buf)
3806 {
3807         struct slab_attribute *attribute;
3808         struct kmem_cache *s;
3809         int err;
3810
3811         attribute = to_slab_attr(attr);
3812         s = to_slab(kobj);
3813
3814         if (!attribute->show)
3815                 return -EIO;
3816
3817         err = attribute->show(s, buf);
3818
3819         return err;
3820 }
3821
3822 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3823                                 struct attribute *attr,
3824                                 const char *buf, size_t len)
3825 {
3826         struct slab_attribute *attribute;
3827         struct kmem_cache *s;
3828         int err;
3829
3830         attribute = to_slab_attr(attr);
3831         s = to_slab(kobj);
3832
3833         if (!attribute->store)
3834                 return -EIO;
3835
3836         err = attribute->store(s, buf, len);
3837
3838         return err;
3839 }
3840
3841 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3842         .show = slab_attr_show,
3843         .store = slab_attr_store,
3844 };
3845
3846 static struct kobj_type slab_ktype = {
3847         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3848 };
3849
3850 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3851 {
3852         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3853
3854         if (ktype == &slab_ktype)
3855                 return 1;
3856         return 0;
3857 }
3858
3859 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3860         .filter = uevent_filter,
3861 };
3862
3863 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3864
3865 #define ID_STR_LENGTH 64
3866
3867 /* Create a unique string id for a slab cache:
3868  * format
3869  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3870  */
3871 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3872 {
3873         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3874         char *p = name;
3875
3876         BUG_ON(!name);
3877
3878         *p++ = ':';
3879         /*
3880          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3881          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3882          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3883          * are matched during merging to guarantee that the id is
3884          * unique.
3885          */
3886         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3887                 *p++ = 'd';
3888         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3889                 *p++ = 'a';
3890         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3891                 *p++ = 'F';
3892         if (p != name + 1)
3893                 *p++ = '-';
3894         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3895         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3896         return name;
3897 }
3898
3899 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3900 {
3901         int err;
3902         const char *name;
3903         int unmergeable;
3904
3905         if (slab_state < SYSFS)
3906                 /* Defer until later */
3907                 return 0;
3908
3909         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3910         if (unmergeable) {
3911                 /*
3912                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3913                  * This is typically the case for debug situations. In that
3914                  * case we can catch duplicate names easily.
3915                  */
3916                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3917                 name = s->name;
3918         } else {
3919                 /*
3920                  * Create a unique name for the slab as a target
3921                  * for the symlinks.
3922                  */
3923                 name = create_unique_id(s);
3924         }
3925
3926         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3927         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3928         kobject_init(&s->kobj);
3929         err = kobject_add(&s->kobj);
3930         if (err)
3931                 return err;
3932
3933         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3934         if (err)
3935                 return err;
3936         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3937         if (!unmergeable) {
3938                 /* Setup first alias */
3939                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3940                 kfree(name);
3941         }
3942         return 0;
3943 }
3944
3945 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3946 {
3947         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3948         kobject_del(&s->kobj);
3949 }
3950
3951 /*
3952  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3953  * available lest we loose that information.
3954  */
3955 struct saved_alias {
3956         struct kmem_cache *s;
3957         const char *name;
3958         struct saved_alias *next;
3959 };
3960
3961 static struct saved_alias *alias_list;
3962
3963 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3964 {
3965         struct saved_alias *al;
3966
3967         if (slab_state == SYSFS) {
3968                 /*
3969                  * If we have a leftover link then remove it.
3970                  */
3971                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3972                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3973                                                 &s->kobj, name);
3974         }
3975
3976         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3977         if (!al)
3978                 return -ENOMEM;
3979
3980         al->s = s;
3981         al->name = name;
3982         al->next = alias_list;
3983         alias_list = al;
3984         return 0;
3985 }
3986
3987 static int __init slab_sysfs_init(void)
3988 {
3989         struct kmem_cache *s;
3990         int err;
3991
3992         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3993         if (err) {
3994                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3995                 return -ENOSYS;
3996         }
3997
3998         slab_state = SYSFS;
3999
4000         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4001                 err = sysfs_slab_add(s);
4002                 if (err)
4003                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4004                                                 " to sysfs\n", s->name);
4005         }
4006
4007         while (alias_list) {
4008                 struct saved_alias *al = alias_list;
4009
4010                 alias_list = alias_list->next;
4011                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4012                 if (err)
4013                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4014                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4015                 kfree(al);
4016         }
4017
4018         resiliency_test();
4019         return 0;
4020 }
4021
4022 __initcall(slab_sysfs_init);
4023 #endif