SLUB: Optimize cacheline use for zeroing
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
144  *
145  * - Variable sizing of the per node arrays
146  */
147
148 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
149 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
150
151 #if PAGE_SHIFT <= 12
152
153 /*
154  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
155  */
156 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
157 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
158
159 #else
160
161 /*
162  * Large page machines are customarily able to handle larger
163  * page orders.
164  */
165 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
166 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
167
168 #endif
169
170 /*
171  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
172  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
173  */
174 #define MIN_PARTIAL 2
175
176 /*
177  * Maximum number of desirable partial slabs.
178  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
179  * sort the partial list by the number of objects in the.
180  */
181 #define MAX_PARTIAL 10
182
183 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
184                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
185
186 /*
187  * Set of flags that will prevent slab merging
188  */
189 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
190                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
191
192 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
193                 SLAB_CACHE_DMA)
194
195 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
196 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
197 #endif
198
199 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
200 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
201 #endif
202
203 /* 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         if (flags & __GFP_WAIT)
1089                 local_irq_enable();
1090
1091         page = allocate_slab(s,
1092                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1093         if (!page)
1094                 goto out;
1095
1096         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1097         if (n)
1098                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1099         page->slab = s;
1100         page->flags |= 1 << PG_slab;
1101         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1102                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1103                 SetSlabDebug(page);
1104
1105         start = page_address(page);
1106         end = start + s->objects * s->size;
1107
1108         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1109                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1110
1111         last = start;
1112         for_each_object(p, s, start) {
1113                 setup_object(s, page, last);
1114                 set_freepointer(s, last, p);
1115                 last = p;
1116         }
1117         setup_object(s, page, last);
1118         set_freepointer(s, last, NULL);
1119
1120         page->freelist = start;
1121         page->inuse = 0;
1122 out:
1123         if (flags & __GFP_WAIT)
1124                 local_irq_disable();
1125         return page;
1126 }
1127
1128 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1129 {
1130         int pages = 1 << s->order;
1131
1132         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1133                 void *p;
1134
1135                 slab_pad_check(s, page);
1136                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1137                         check_object(s, page, p, 0);
1138                 ClearSlabDebug(page);
1139         }
1140
1141         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1142                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1143                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1144                 - pages);
1145
1146         __free_pages(page, s->order);
1147 }
1148
1149 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1150 {
1151         struct page *page;
1152
1153         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1154         __free_slab(page->slab, page);
1155 }
1156
1157 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1158 {
1159         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1160                 /*
1161                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1162                  */
1163                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1164
1165                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1166         } else
1167                 __free_slab(s, page);
1168 }
1169
1170 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1173
1174         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1175         reset_page_mapcount(page);
1176         __ClearPageSlab(page);
1177         free_slab(s, page);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Per slab locking using the pagelock
1182  */
1183 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1184 {
1185         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1186 }
1187
1188 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1189 {
1190         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1191 }
1192
1193 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1194 {
1195         int rc = 1;
1196
1197         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1198         return rc;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Management of partially allocated slabs
1203  */
1204 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1205 {
1206         spin_lock(&n->list_lock);
1207         n->nr_partial++;
1208         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1209         spin_unlock(&n->list_lock);
1210 }
1211
1212 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1213 {
1214         spin_lock(&n->list_lock);
1215         n->nr_partial++;
1216         list_add(&page->lru, &n->partial);
1217         spin_unlock(&n->list_lock);
1218 }
1219
1220 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1221                                                 struct page *page)
1222 {
1223         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1224
1225         spin_lock(&n->list_lock);
1226         list_del(&page->lru);
1227         n->nr_partial--;
1228         spin_unlock(&n->list_lock);
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Lock slab and remove from the partial list.
1233  *
1234  * Must hold list_lock.
1235  */
1236 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1237 {
1238         if (slab_trylock(page)) {
1239                 list_del(&page->lru);
1240                 n->nr_partial--;
1241                 SetSlabFrozen(page);
1242                 return 1;
1243         }
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1249  */
1250 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1251 {
1252         struct page *page;
1253
1254         /*
1255          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1256          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1257          * partial slab and there is none available then get_partials()
1258          * will return NULL.
1259          */
1260         if (!n || !n->nr_partial)
1261                 return NULL;
1262
1263         spin_lock(&n->list_lock);
1264         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1265                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1266                         goto out;
1267         page = NULL;
1268 out:
1269         spin_unlock(&n->list_lock);
1270         return page;
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1275  */
1276 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1277 {
1278 #ifdef CONFIG_NUMA
1279         struct zonelist *zonelist;
1280         struct zone **z;
1281         struct page *page;
1282
1283         /*
1284          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1285          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1286          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1287          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1288          *
1289          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1290          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1291          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1292          * from other nodes and filled up.
1293          *
1294          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1295          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1296          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1297          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1298          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1299          * with available objects.
1300          */
1301         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1302                 return NULL;
1303
1304         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1305                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1306         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1307                 struct kmem_cache_node *n;
1308
1309                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1310
1311                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1312                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1313                         page = get_partial_node(n);
1314                         if (page)
1315                                 return page;
1316                 }
1317         }
1318 #endif
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Get a partial page, lock it and return it.
1324  */
1325 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1326 {
1327         struct page *page;
1328         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1329
1330         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1331         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1332                 return page;
1333
1334         return get_any_partial(s, flags);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Move a page back to the lists.
1339  *
1340  * Must be called with the slab lock held.
1341  *
1342  * On exit the slab lock will have been dropped.
1343  */
1344 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1345 {
1346         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1347
1348         ClearSlabFrozen(page);
1349         if (page->inuse) {
1350
1351                 if (page->freelist)
1352                         add_partial(n, page);
1353                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1354                         add_full(n, page);
1355                 slab_unlock(page);
1356
1357         } else {
1358                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1359                         /*
1360                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1361                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1362                          * to come after the other slabs with objects in
1363                          * order to fill them up. That way the size of the
1364                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1365                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1366                          */
1367                         add_partial_tail(n, page);
1368                         slab_unlock(page);
1369                 } else {
1370                         slab_unlock(page);
1371                         discard_slab(s, page);
1372                 }
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Remove the cpu slab
1378  */
1379 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1380 {
1381         struct page *page = c->page;
1382         /*
1383          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1384          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1385          * to occur.
1386          */
1387         while (unlikely(c->freelist)) {
1388                 void **object;
1389
1390                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1391                 object = c->freelist;
1392                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1393
1394                 /* And put onto the regular freelist */
1395                 object[c->offset] = page->freelist;
1396                 page->freelist = object;
1397                 page->inuse--;
1398         }
1399         c->page = NULL;
1400         unfreeze_slab(s, page);
1401 }
1402
1403 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1404 {
1405         slab_lock(c->page);
1406         deactivate_slab(s, c);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Flush cpu slab.
1411  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1412  */
1413 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1414 {
1415         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1416
1417         if (likely(c && c->page))
1418                 flush_slab(s, c);
1419 }
1420
1421 static void flush_cpu_slab(void *d)
1422 {
1423         struct kmem_cache *s = d;
1424
1425         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1426 }
1427
1428 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1429 {
1430 #ifdef CONFIG_SMP
1431         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1432 #else
1433         unsigned long flags;
1434
1435         local_irq_save(flags);
1436         flush_cpu_slab(s);
1437         local_irq_restore(flags);
1438 #endif
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1443  * locality expectations.
1444  */
1445 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1446 {
1447 #ifdef CONFIG_NUMA
1448         if (node != -1 && c->node != node)
1449                 return 0;
1450 #endif
1451         return 1;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1456  * debugging duties.
1457  *
1458  * Interrupts are disabled.
1459  *
1460  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1461  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1462  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1463  *
1464  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1465  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1466  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1467  *
1468  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1469  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1470  */
1471 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1472                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1473 {
1474         void **object;
1475         struct page *new;
1476
1477         if (!c->page)
1478                 goto new_slab;
1479
1480         slab_lock(c->page);
1481         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1482                 goto another_slab;
1483 load_freelist:
1484         object = c->page->freelist;
1485         if (unlikely(!object))
1486                 goto another_slab;
1487         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1488                 goto debug;
1489
1490         object = c->page->freelist;
1491         c->freelist = object[c->offset];
1492         c->page->inuse = s->objects;
1493         c->page->freelist = NULL;
1494         c->node = page_to_nid(c->page);
1495         slab_unlock(c->page);
1496         return object;
1497
1498 another_slab:
1499         deactivate_slab(s, c);
1500
1501 new_slab:
1502         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1503         if (new) {
1504                 c->page = new;
1505                 goto load_freelist;
1506         }
1507
1508         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1509         if (new) {
1510                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1511                 if (c->page) {
1512                         /*
1513                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1514                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1515                          * on another cpu. The page may not be on the
1516                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1517                          * specified. So we need to recheck.
1518                          */
1519                         if (node_match(c, node)) {
1520                                 /*
1521                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1522                                  * want the current one since its cache hot
1523                                  */
1524                                 discard_slab(s, new);
1525                                 slab_lock(c->page);
1526                                 goto load_freelist;
1527                         }
1528                         /* New slab does not fit our expectations */
1529                         flush_slab(s, c);
1530                 }
1531                 slab_lock(new);
1532                 SetSlabFrozen(new);
1533                 c->page = new;
1534                 goto load_freelist;
1535         }
1536         return NULL;
1537 debug:
1538         object = c->page->freelist;
1539         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1540                 goto another_slab;
1541
1542         c->page->inuse++;
1543         c->page->freelist = object[c->offset];
1544         c->node = -1;
1545         slab_unlock(c->page);
1546         return object;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1551  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1552  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1553  *
1554  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1555  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1556  *
1557  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1558  */
1559 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1560                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1561 {
1562         void **object;
1563         unsigned long flags;
1564         struct kmem_cache_cpu *c;
1565
1566         local_irq_save(flags);
1567         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1568         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1569
1570                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1571
1572         else {
1573                 object = c->freelist;
1574                 c->freelist = object[c->offset];
1575         }
1576         local_irq_restore(flags);
1577
1578         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1579                 memset(object, 0, c->objsize);
1580
1581         return object;
1582 }
1583
1584 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1585 {
1586         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1589
1590 #ifdef CONFIG_NUMA
1591 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1592 {
1593         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1594 }
1595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1596 #endif
1597
1598 /*
1599  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1600  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1601  *
1602  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1603  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1604  * handling required then we can return immediately.
1605  */
1606 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1607                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1608 {
1609         void *prior;
1610         void **object = (void *)x;
1611
1612         slab_lock(page);
1613
1614         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1615                 goto debug;
1616 checks_ok:
1617         prior = object[offset] = page->freelist;
1618         page->freelist = object;
1619         page->inuse--;
1620
1621         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1622                 goto out_unlock;
1623
1624         if (unlikely(!page->inuse))
1625                 goto slab_empty;
1626
1627         /*
1628          * Objects left in the slab. If it
1629          * was not on the partial list before
1630          * then add it.
1631          */
1632         if (unlikely(!prior))
1633                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1634
1635 out_unlock:
1636         slab_unlock(page);
1637         return;
1638
1639 slab_empty:
1640         if (prior)
1641                 /*
1642                  * Slab still on the partial list.
1643                  */
1644                 remove_partial(s, page);
1645
1646         slab_unlock(page);
1647         discard_slab(s, page);
1648         return;
1649
1650 debug:
1651         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1652                 goto out_unlock;
1653         goto checks_ok;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1658  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1659  *
1660  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1661  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1662  * the item before.
1663  *
1664  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1665  * with all sorts of special processing.
1666  */
1667 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1668                         struct page *page, void *x, void *addr)
1669 {
1670         void **object = (void *)x;
1671         unsigned long flags;
1672         struct kmem_cache_cpu *c;
1673
1674         local_irq_save(flags);
1675         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1676         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1677         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1678                 object[c->offset] = c->freelist;
1679                 c->freelist = object;
1680         } else
1681                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1682
1683         local_irq_restore(flags);
1684 }
1685
1686 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1687 {
1688         struct page *page;
1689
1690         page = virt_to_head_page(x);
1691
1692         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1693 }
1694 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1695
1696 /* Figure out on which slab object the object resides */
1697 static struct page *get_object_page(const void *x)
1698 {
1699         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1700
1701         if (!PageSlab(page))
1702                 return NULL;
1703
1704         return page;
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1709  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1710  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1711  * another.
1712  *
1713  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1714  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1715  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1716  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1717  * locking overhead.
1718  */
1719
1720 /*
1721  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1722  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1723  * and increases the number of allocations possible without having to
1724  * take the list_lock.
1725  */
1726 static int slub_min_order;
1727 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1728 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1729
1730 /*
1731  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1732  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1733  */
1734 static int slub_nomerge;
1735
1736 /*
1737  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1738  *
1739  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1740  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1741  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1742  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1743  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1744  * would be wasted.
1745  *
1746  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1747  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1748  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1749  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1750  *
1751  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1752  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1753  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1754  * of space in favor of a small page order.
1755  *
1756  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1757  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1758  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1759  * the smallest order which will fit the object.
1760  */
1761 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1762                                 int max_order, int fract_leftover)
1763 {
1764         int order;
1765         int rem;
1766         int min_order = slub_min_order;
1767
1768         for (order = max(min_order,
1769                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1770                         order <= max_order; order++) {
1771
1772                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1773
1774                 if (slab_size < min_objects * size)
1775                         continue;
1776
1777                 rem = slab_size % size;
1778
1779                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1780                         break;
1781
1782         }
1783
1784         return order;
1785 }
1786
1787 static inline int calculate_order(int size)
1788 {
1789         int order;
1790         int min_objects;
1791         int fraction;
1792
1793         /*
1794          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1795          * works by first attempting to generate a layout with
1796          * the best configuration and backing off gradually.
1797          *
1798          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1799          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1800          */
1801         min_objects = slub_min_objects;
1802         while (min_objects > 1) {
1803                 fraction = 8;
1804                 while (fraction >= 4) {
1805                         order = slab_order(size, min_objects,
1806                                                 slub_max_order, fraction);
1807                         if (order <= slub_max_order)
1808                                 return order;
1809                         fraction /= 2;
1810                 }
1811                 min_objects /= 2;
1812         }
1813
1814         /*
1815          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1816          * lets see if we can place a single object there.
1817          */
1818         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1819         if (order <= slub_max_order)
1820                 return order;
1821
1822         /*
1823          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1824          */
1825         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1826         if (order <= MAX_ORDER)
1827                 return order;
1828         return -ENOSYS;
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1833  */
1834 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1835                 unsigned long align, unsigned long size)
1836 {
1837         /*
1838          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1839          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1840          * large.
1841          *
1842          * The hardware cache alignment cannot override the
1843          * specified alignment though. If that is greater
1844          * then use it.
1845          */
1846         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1847                         size > cache_line_size() / 2)
1848                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1849
1850         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1851                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1852
1853         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1854 }
1855
1856 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1857                         struct kmem_cache_cpu *c)
1858 {
1859         c->page = NULL;
1860         c->freelist = NULL;
1861         c->node = 0;
1862         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1863         c->objsize = s->objsize;
1864 }
1865
1866 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1867 {
1868         n->nr_partial = 0;
1869         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1870         spin_lock_init(&n->list_lock);
1871         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1872 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1873         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1874 #endif
1875 }
1876
1877 #ifdef CONFIG_SMP
1878 /*
1879  * Per cpu array for per cpu structures.
1880  *
1881  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1882  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1883  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1884  * beneficial for the kmalloc caches.
1885  *
1886  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1887  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1888  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1889  *
1890  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1891  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1892  */
1893 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1894
1895 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1896                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1897
1898 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1899 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1900
1901 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1902                                                         int cpu, gfp_t flags)
1903 {
1904         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1905
1906         if (c)
1907                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1908                                 (void *)c->freelist;
1909         else {
1910                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1911                 c = kmalloc_node(
1912                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1913                         flags, cpu_to_node(cpu));
1914                 if (!c)
1915                         return NULL;
1916         }
1917
1918         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1919         return c;
1920 }
1921
1922 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1923 {
1924         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1925                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1926                 kfree(c);
1927                 return;
1928         }
1929         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1930         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1931 }
1932
1933 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1934 {
1935         int cpu;
1936
1937         for_each_online_cpu(cpu) {
1938                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1939
1940                 if (c) {
1941                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1942                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1943                 }
1944         }
1945 }
1946
1947 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1948 {
1949         int cpu;
1950
1951         for_each_online_cpu(cpu) {
1952                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1953
1954                 if (c)
1955                         continue;
1956
1957                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1958                 if (!c) {
1959                         free_kmem_cache_cpus(s);
1960                         return 0;
1961                 }
1962                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1963         }
1964         return 1;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Initialize the per cpu array.
1969  */
1970 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1971 {
1972         int i;
1973
1974         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1975                 return;
1976
1977         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1978                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1979
1980         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1981 }
1982
1983 static void __init init_alloc_cpu(void)
1984 {
1985         int cpu;
1986
1987         for_each_online_cpu(cpu)
1988                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1989   }
1990
1991 #else
1992 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1993 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1994
1995 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1996 {
1997         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
1998         return 1;
1999 }
2000 #endif
2001
2002 #ifdef CONFIG_NUMA
2003 /*
2004  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2005  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2006  * possible.
2007  *
2008  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2009  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2010  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2011  */
2012 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2013                                                            int node)
2014 {
2015         struct page *page;
2016         struct kmem_cache_node *n;
2017
2018         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2019
2020         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2021
2022         BUG_ON(!page);
2023         if (page_to_nid(page) != node) {
2024                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2025                                 "node %d\n", node);
2026                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2027                                 "in order to be able to continue\n");
2028         }
2029
2030         n = page->freelist;
2031         BUG_ON(!n);
2032         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2033         page->inuse++;
2034         kmalloc_caches->node[node] = n;
2035 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2036         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2037         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2038 #endif
2039         init_kmem_cache_node(n);
2040         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2041         add_partial(n, page);
2042
2043         /*
2044          * new_slab() disables interupts. If we do not reenable interrupts here
2045          * then bootup would continue with interrupts disabled.
2046          */
2047         local_irq_enable();
2048         return n;
2049 }
2050
2051 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2052 {
2053         int node;
2054
2055         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2056                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2057                 if (n && n != &s->local_node)
2058                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2059                 s->node[node] = NULL;
2060         }
2061 }
2062
2063 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2064 {
2065         int node;
2066         int local_node;
2067
2068         if (slab_state >= UP)
2069                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2070         else
2071                 local_node = 0;
2072
2073         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2074                 struct kmem_cache_node *n;
2075
2076                 if (local_node == node)
2077                         n = &s->local_node;
2078                 else {
2079                         if (slab_state == DOWN) {
2080                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2081                                                                 node);
2082                                 continue;
2083                         }
2084                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2085                                                         gfpflags, node);
2086
2087                         if (!n) {
2088                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2089                                 return 0;
2090                         }
2091
2092                 }
2093                 s->node[node] = n;
2094                 init_kmem_cache_node(n);
2095         }
2096         return 1;
2097 }
2098 #else
2099 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2100 {
2101 }
2102
2103 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2104 {
2105         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2106         return 1;
2107 }
2108 #endif
2109
2110 /*
2111  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2112  * a slab object.
2113  */
2114 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2115 {
2116         unsigned long flags = s->flags;
2117         unsigned long size = s->objsize;
2118         unsigned long align = s->align;
2119
2120         /*
2121          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2122          * the slab may touch the object after free or before allocation
2123          * then we should never poison the object itself.
2124          */
2125         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2126                         !s->ctor)
2127                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2128         else
2129                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2130
2131         /*
2132          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2133          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2134          * the possible location of the free pointer.
2135          */
2136         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2137
2138 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2139         /*
2140          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2141          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2142          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2143          */
2144         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2145                 size += sizeof(void *);
2146 #endif
2147
2148         /*
2149          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2150          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2151          */
2152         s->inuse = size;
2153
2154         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2155                 s->ctor)) {
2156                 /*
2157                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2158                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2159                  * kmem_cache_free.
2160                  *
2161                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2162                  * destructor or are poisoning the objects.
2163                  */
2164                 s->offset = size;
2165                 size += sizeof(void *);
2166         }
2167
2168 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2169         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2170                 /*
2171                  * Need to store information about allocs and frees after
2172                  * the object.
2173                  */
2174                 size += 2 * sizeof(struct track);
2175
2176         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2177                 /*
2178                  * Add some empty padding so that we can catch
2179                  * overwrites from earlier objects rather than let
2180                  * tracking information or the free pointer be
2181                  * corrupted if an user writes before the start
2182                  * of the object.
2183                  */
2184                 size += sizeof(void *);
2185 #endif
2186
2187         /*
2188          * Determine the alignment based on various parameters that the
2189          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2190          * on bootup.
2191          */
2192         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2193
2194         /*
2195          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2196          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2197          * each object to conform to the alignment.
2198          */
2199         size = ALIGN(size, align);
2200         s->size = size;
2201
2202         s->order = calculate_order(size);
2203         if (s->order < 0)
2204                 return 0;
2205
2206         /*
2207          * Determine the number of objects per slab
2208          */
2209         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2210
2211         return !!s->objects;
2212
2213 }
2214
2215 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2216                 const char *name, size_t size,
2217                 size_t align, unsigned long flags,
2218                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2219 {
2220         memset(s, 0, kmem_size);
2221         s->name = name;
2222         s->ctor = ctor;
2223         s->objsize = size;
2224         s->align = align;
2225         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2226
2227         if (!calculate_sizes(s))
2228                 goto error;
2229
2230         s->refcount = 1;
2231 #ifdef CONFIG_NUMA
2232         s->defrag_ratio = 100;
2233 #endif
2234         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2235                 goto error;
2236
2237         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2238                 return 1;
2239         free_kmem_cache_nodes(s);
2240 error:
2241         if (flags & SLAB_PANIC)
2242                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2243                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2244                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2245                         s->offset, flags);
2246         return 0;
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Check if a given pointer is valid
2251  */
2252 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2253 {
2254         struct page * page;
2255
2256         page = get_object_page(object);
2257
2258         if (!page || s != page->slab)
2259                 /* No slab or wrong slab */
2260                 return 0;
2261
2262         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2263                 return 0;
2264
2265         /*
2266          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2267          * But this would be too expensive and it seems that the main
2268          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2269          * to a certain slab.
2270          */
2271         return 1;
2272 }
2273 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2274
2275 /*
2276  * Determine the size of a slab object
2277  */
2278 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2279 {
2280         return s->objsize;
2281 }
2282 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2283
2284 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2285 {
2286         return s->name;
2287 }
2288 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2289
2290 /*
2291  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2292  * were unable to free.
2293  */
2294 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2295                         struct list_head *list)
2296 {
2297         int slabs_inuse = 0;
2298         unsigned long flags;
2299         struct page *page, *h;
2300
2301         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2302         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2303                 if (!page->inuse) {
2304                         list_del(&page->lru);
2305                         discard_slab(s, page);
2306                 } else
2307                         slabs_inuse++;
2308         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2309         return slabs_inuse;
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Release all resources used by a slab cache.
2314  */
2315 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2316 {
2317         int node;
2318
2319         flush_all(s);
2320
2321         /* Attempt to free all objects */
2322         free_kmem_cache_cpus(s);
2323         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2324                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2325
2326                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2327                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2328                         return 1;
2329         }
2330         free_kmem_cache_nodes(s);
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2336  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2337  */
2338 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2339 {
2340         down_write(&slub_lock);
2341         s->refcount--;
2342         if (!s->refcount) {
2343                 list_del(&s->list);
2344                 up_write(&slub_lock);
2345                 if (kmem_cache_close(s))
2346                         WARN_ON(1);
2347                 sysfs_slab_remove(s);
2348                 kfree(s);
2349         } else
2350                 up_write(&slub_lock);
2351 }
2352 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2353
2354 /********************************************************************
2355  *              Kmalloc subsystem
2356  *******************************************************************/
2357
2358 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2359 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2360
2361 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2362 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2363 #endif
2364
2365 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2366 {
2367         get_option (&str, &slub_min_order);
2368
2369         return 1;
2370 }
2371
2372 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2373
2374 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2375 {
2376         get_option (&str, &slub_max_order);
2377
2378         return 1;
2379 }
2380
2381 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2382
2383 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2384 {
2385         get_option (&str, &slub_min_objects);
2386
2387         return 1;
2388 }
2389
2390 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2391
2392 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2393 {
2394         slub_nomerge = 1;
2395         return 1;
2396 }
2397
2398 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2399
2400 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2401                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2402 {
2403         unsigned int flags = 0;
2404
2405         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2406                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2407
2408         down_write(&slub_lock);
2409         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2410                         flags, NULL))
2411                 goto panic;
2412
2413         list_add(&s->list, &slab_caches);
2414         up_write(&slub_lock);
2415         if (sysfs_slab_add(s))
2416                 goto panic;
2417         return s;
2418
2419 panic:
2420         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2421 }
2422
2423 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2424
2425 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2426 {
2427         struct kmem_cache *s;
2428
2429         down_write(&slub_lock);
2430         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2431                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2432                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2433                         sysfs_slab_add(s);
2434                 }
2435         }
2436         up_write(&slub_lock);
2437 }
2438
2439 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2440
2441 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2442 {
2443         struct kmem_cache *s;
2444         char *text;
2445         size_t realsize;
2446
2447         s = kmalloc_caches_dma[index];
2448         if (s)
2449                 return s;
2450
2451         /* Dynamically create dma cache */
2452         if (flags & __GFP_WAIT)
2453                 down_write(&slub_lock);
2454         else {
2455                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2456                         goto out;
2457         }
2458
2459         if (kmalloc_caches_dma[index])
2460                 goto unlock_out;
2461
2462         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2463         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2464         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2465
2466         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2467                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2468                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2469                 kfree(s);
2470                 kfree(text);
2471                 goto unlock_out;
2472         }
2473
2474         list_add(&s->list, &slab_caches);
2475         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2476
2477         schedule_work(&sysfs_add_work);
2478
2479 unlock_out:
2480         up_write(&slub_lock);
2481 out:
2482         return kmalloc_caches_dma[index];
2483 }
2484 #endif
2485
2486 /*
2487  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2488  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2489  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2490  * fls.
2491  */
2492 static s8 size_index[24] = {
2493         3,      /* 8 */
2494         4,      /* 16 */
2495         5,      /* 24 */
2496         5,      /* 32 */
2497         6,      /* 40 */
2498         6,      /* 48 */
2499         6,      /* 56 */
2500         6,      /* 64 */
2501         1,      /* 72 */
2502         1,      /* 80 */
2503         1,      /* 88 */
2504         1,      /* 96 */
2505         7,      /* 104 */
2506         7,      /* 112 */
2507         7,      /* 120 */
2508         7,      /* 128 */
2509         2,      /* 136 */
2510         2,      /* 144 */
2511         2,      /* 152 */
2512         2,      /* 160 */
2513         2,      /* 168 */
2514         2,      /* 176 */
2515         2,      /* 184 */
2516         2       /* 192 */
2517 };
2518
2519 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2520 {
2521         int index;
2522
2523         if (size <= 192) {
2524                 if (!size)
2525                         return ZERO_SIZE_PTR;
2526
2527                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2528         } else
2529                 index = fls(size - 1);
2530
2531 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2532         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2533                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2534
2535 #endif
2536         return &kmalloc_caches[index];
2537 }
2538
2539 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2540 {
2541         struct kmem_cache *s;
2542
2543         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2544                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2545                                                         get_order(size));
2546
2547         s = get_slab(size, flags);
2548
2549         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2550                 return s;
2551
2552         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2553 }
2554 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2555
2556 #ifdef CONFIG_NUMA
2557 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2558 {
2559         struct kmem_cache *s;
2560
2561         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2562                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2563                                                         get_order(size));
2564
2565         s = get_slab(size, flags);
2566
2567         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2568                 return s;
2569
2570         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2573 #endif
2574
2575 size_t ksize(const void *object)
2576 {
2577         struct page *page;
2578         struct kmem_cache *s;
2579
2580         BUG_ON(!object);
2581         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2582                 return 0;
2583
2584         page = get_object_page(object);
2585         BUG_ON(!page);
2586         s = page->slab;
2587         BUG_ON(!s);
2588
2589         /*
2590          * Debugging requires use of the padding between object
2591          * and whatever may come after it.
2592          */
2593         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2594                 return s->objsize;
2595
2596         /*
2597          * If we have the need to store the freelist pointer
2598          * back there or track user information then we can
2599          * only use the space before that information.
2600          */
2601         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2602                 return s->inuse;
2603
2604         /*
2605          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2606          */
2607         return s->size;
2608 }
2609 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2610
2611 void kfree(const void *x)
2612 {
2613         struct page *page;
2614
2615         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2616                 return;
2617
2618         page = virt_to_head_page(x);
2619         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2620                 put_page(page);
2621                 return;
2622         }
2623         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2624 }
2625 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2626
2627 /*
2628  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2629  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2630  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2631  * and thus they can be removed from the partial lists.
2632  *
2633  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2634  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2635  * are freed in them.
2636  */
2637 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2638 {
2639         int node;
2640         int i;
2641         struct kmem_cache_node *n;
2642         struct page *page;
2643         struct page *t;
2644         struct list_head *slabs_by_inuse =
2645                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2646         unsigned long flags;
2647
2648         if (!slabs_by_inuse)
2649                 return -ENOMEM;
2650
2651         flush_all(s);
2652         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2653                 n = get_node(s, node);
2654
2655                 if (!n->nr_partial)
2656                         continue;
2657
2658                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2659                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2660
2661                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2662
2663                 /*
2664                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2665                  *
2666                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2667                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2668                  */
2669                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2670                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2671                                 /*
2672                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2673                                  * may have freed the last object and be
2674                                  * waiting to release the slab.
2675                                  */
2676                                 list_del(&page->lru);
2677                                 n->nr_partial--;
2678                                 slab_unlock(page);
2679                                 discard_slab(s, page);
2680                         } else {
2681                                 list_move(&page->lru,
2682                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2683                         }
2684                 }
2685
2686                 /*
2687                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2688                  * first and the least used slabs at the end.
2689                  */
2690                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2691                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2692
2693                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2694         }
2695
2696         kfree(slabs_by_inuse);
2697         return 0;
2698 }
2699 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2700
2701 /********************************************************************
2702  *                      Basic setup of slabs
2703  *******************************************************************/
2704
2705 void __init kmem_cache_init(void)
2706 {
2707         int i;
2708         int caches = 0;
2709
2710         init_alloc_cpu();
2711
2712 #ifdef CONFIG_NUMA
2713         /*
2714          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2715          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2716          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2717          */
2718         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2719                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2720         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2721         caches++;
2722 #endif
2723
2724         /* Able to allocate the per node structures */
2725         slab_state = PARTIAL;
2726
2727         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2728         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2729                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2730                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2731                 caches++;
2732         }
2733         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2734                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2735                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2736                 caches++;
2737         }
2738
2739         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2740                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2741                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2742                 caches++;
2743         }
2744
2745
2746         /*
2747          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2748          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2749          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2750          *
2751          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2752          * handle the index determination for the smaller caches.
2753          *
2754          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2755          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2756          */
2757         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2758                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2759
2760         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2761                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2762
2763         slab_state = UP;
2764
2765         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2766         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2767                 kmalloc_caches[i]. name =
2768                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2769
2770 #ifdef CONFIG_SMP
2771         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2772         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2773                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2774 #else
2775         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2776 #endif
2777
2778
2779         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2780                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2781                 caches, cache_line_size(),
2782                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2783                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2784 }
2785
2786 /*
2787  * Find a mergeable slab cache
2788  */
2789 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2790 {
2791         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2792                 return 1;
2793
2794         if (s->ctor)
2795                 return 1;
2796
2797         /*
2798          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2799          */
2800         if (s->refcount < 0)
2801                 return 1;
2802
2803         return 0;
2804 }
2805
2806 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2807                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2808                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2809 {
2810         struct kmem_cache *s;
2811
2812         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2813                 return NULL;
2814
2815         if (ctor)
2816                 return NULL;
2817
2818         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2819         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2820         size = ALIGN(size, align);
2821         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2822
2823         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2824                 if (slab_unmergeable(s))
2825                         continue;
2826
2827                 if (size > s->size)
2828                         continue;
2829
2830                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2831                                 continue;
2832                 /*
2833                  * Check if alignment is compatible.
2834                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2835                  */
2836                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2837                         continue;
2838
2839                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2840                         continue;
2841
2842                 return s;
2843         }
2844         return NULL;
2845 }
2846
2847 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2848                 size_t align, unsigned long flags,
2849                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2850 {
2851         struct kmem_cache *s;
2852
2853         down_write(&slub_lock);
2854         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2855         if (s) {
2856                 int cpu;
2857
2858                 s->refcount++;
2859                 /*
2860                  * Adjust the object sizes so that we clear
2861                  * the complete object on kzalloc.
2862                  */
2863                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2864
2865                 /*
2866                  * And then we need to update the object size in the
2867                  * per cpu structures
2868                  */
2869                 for_each_online_cpu(cpu)
2870                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2871                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2872                 up_write(&slub_lock);
2873                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2874                         goto err;
2875                 return s;
2876         }
2877         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2878         if (s) {
2879                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2880                                 size, align, flags, ctor)) {
2881                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2882                         up_write(&slub_lock);
2883                         if (sysfs_slab_add(s))
2884                                 goto err;
2885                         return s;
2886                 }
2887                 kfree(s);
2888         }
2889         up_write(&slub_lock);
2890
2891 err:
2892         if (flags & SLAB_PANIC)
2893                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2894         else
2895                 s = NULL;
2896         return s;
2897 }
2898 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2899
2900 #ifdef CONFIG_SMP
2901 /*
2902  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2903  * necessary.
2904  */
2905 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2906                 unsigned long action, void *hcpu)
2907 {
2908         long cpu = (long)hcpu;
2909         struct kmem_cache *s;
2910         unsigned long flags;
2911
2912         switch (action) {
2913         case CPU_UP_PREPARE:
2914         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2915                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2916                 down_read(&slub_lock);
2917                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2918                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
2919                                                         GFP_KERNEL);
2920                 up_read(&slub_lock);
2921                 break;
2922
2923         case CPU_UP_CANCELED:
2924         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2925         case CPU_DEAD:
2926         case CPU_DEAD_FROZEN:
2927                 down_read(&slub_lock);
2928                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2929                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2930
2931                         local_irq_save(flags);
2932                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
2933                         local_irq_restore(flags);
2934                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2935                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2936                 }
2937                 up_read(&slub_lock);
2938                 break;
2939         default:
2940                 break;
2941         }
2942         return NOTIFY_OK;
2943 }
2944
2945 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2946         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2947
2948 #endif
2949
2950 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2951 {
2952         struct kmem_cache *s;
2953
2954         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2955                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2956                                                         get_order(size));
2957         s = get_slab(size, gfpflags);
2958
2959         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2960                 return s;
2961
2962         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2963 }
2964
2965 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2966                                         int node, void *caller)
2967 {
2968         struct kmem_cache *s;
2969
2970         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2971                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2972                                                         get_order(size));
2973         s = get_slab(size, gfpflags);
2974
2975         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2976                 return s;
2977
2978         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2979 }
2980
2981 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2982 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2983                                                 unsigned long *map)
2984 {
2985         void *p;
2986         void *addr = page_address(page);
2987
2988         if (!check_slab(s, page) ||
2989                         !on_freelist(s, page, NULL))
2990                 return 0;
2991
2992         /* Now we know that a valid freelist exists */
2993         bitmap_zero(map, s->objects);
2994
2995         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2996                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2997                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2998                         return 0;
2999         }
3000
3001         for_each_object(p, s, addr)
3002                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3003                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3004                                 return 0;
3005         return 1;
3006 }
3007
3008 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3009                                                 unsigned long *map)
3010 {
3011         if (slab_trylock(page)) {
3012                 validate_slab(s, page, map);
3013                 slab_unlock(page);
3014         } else
3015                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3016                         s->name, page);
3017
3018         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3019                 if (!SlabDebug(page))
3020                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3021                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3022         } else {
3023                 if (SlabDebug(page))
3024                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3025                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3026         }
3027 }
3028
3029 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3030                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3031 {
3032         unsigned long count = 0;
3033         struct page *page;
3034         unsigned long flags;
3035
3036         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3037
3038         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3039                 validate_slab_slab(s, page, map);
3040                 count++;
3041         }
3042         if (count != n->nr_partial)
3043                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3044                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3045
3046         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3047                 goto out;
3048
3049         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3050                 validate_slab_slab(s, page, map);
3051                 count++;
3052         }
3053         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3054                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3055                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3056                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3057
3058 out:
3059         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3060         return count;
3061 }
3062
3063 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3064 {
3065         int node;
3066         unsigned long count = 0;
3067         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3068                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3069
3070         if (!map)
3071                 return -ENOMEM;
3072
3073         flush_all(s);
3074         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3075                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3076
3077                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3078         }
3079         kfree(map);
3080         return count;
3081 }
3082
3083 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3084 static void resiliency_test(void)
3085 {
3086         u8 *p;
3087
3088         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3089         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3090         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3091
3092         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3093         p[16] = 0x12;
3094         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3095                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3096
3097         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3098
3099         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3100         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3101         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3102         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3103                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3104         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3105
3106         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3107         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3108         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3109         *p = 0x56;
3110         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3111                                                                         p);
3112         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3113         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3114
3115         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3116         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3117         kfree(p);
3118         *p = 0x78;
3119         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3120         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3121
3122         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3123         kfree(p);
3124         p[50] = 0x9a;
3125         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3126         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3127
3128         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3129         kfree(p);
3130         p[512] = 0xab;
3131         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3132         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3133 }
3134 #else
3135 static void resiliency_test(void) {};
3136 #endif
3137
3138 /*
3139  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3140  * and freed.
3141  */
3142
3143 struct location {
3144         unsigned long count;
3145         void *addr;
3146         long long sum_time;
3147         long min_time;
3148         long max_time;
3149         long min_pid;
3150         long max_pid;
3151         cpumask_t cpus;
3152         nodemask_t nodes;
3153 };
3154
3155 struct loc_track {
3156         unsigned long max;
3157         unsigned long count;
3158         struct location *loc;
3159 };
3160
3161 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3162 {
3163         if (t->max)
3164                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3165                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3166 }
3167
3168 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3169 {
3170         struct location *l;
3171         int order;
3172
3173         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3174
3175         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3176         if (!l)
3177                 return 0;
3178
3179         if (t->count) {
3180                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3181                 free_loc_track(t);
3182         }
3183         t->max = max;
3184         t->loc = l;
3185         return 1;
3186 }
3187
3188 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3189                                 const struct track *track)
3190 {
3191         long start, end, pos;
3192         struct location *l;
3193         void *caddr;
3194         unsigned long age = jiffies - track->when;
3195
3196         start = -1;
3197         end = t->count;
3198
3199         for ( ; ; ) {
3200                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3201
3202                 /*
3203                  * There is nothing at "end". If we end up there
3204                  * we need to add something to before end.
3205                  */
3206                 if (pos == end)
3207                         break;
3208
3209                 caddr = t->loc[pos].addr;
3210                 if (track->addr == caddr) {
3211
3212                         l = &t->loc[pos];
3213                         l->count++;
3214                         if (track->when) {
3215                                 l->sum_time += age;
3216                                 if (age < l->min_time)
3217                                         l->min_time = age;
3218                                 if (age > l->max_time)
3219                                         l->max_time = age;
3220
3221                                 if (track->pid < l->min_pid)
3222                                         l->min_pid = track->pid;
3223                                 if (track->pid > l->max_pid)
3224                                         l->max_pid = track->pid;
3225
3226                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3227                         }
3228                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3229                         return 1;
3230                 }
3231
3232                 if (track->addr < caddr)
3233                         end = pos;
3234                 else
3235                         start = pos;
3236         }
3237
3238         /*
3239          * Not found. Insert new tracking element.
3240          */
3241         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3242                 return 0;
3243
3244         l = t->loc + pos;
3245         if (pos < t->count)
3246                 memmove(l + 1, l,
3247                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3248         t->count++;
3249         l->count = 1;
3250         l->addr = track->addr;
3251         l->sum_time = age;
3252         l->min_time = age;
3253         l->max_time = age;
3254         l->min_pid = track->pid;
3255         l->max_pid = track->pid;
3256         cpus_clear(l->cpus);
3257         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3258         nodes_clear(l->nodes);
3259         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3260         return 1;
3261 }
3262
3263 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3264                 struct page *page, enum track_item alloc)
3265 {
3266         void *addr = page_address(page);
3267         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3268         void *p;
3269
3270         bitmap_zero(map, s->objects);
3271         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3272                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3273
3274         for_each_object(p, s, addr)
3275                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3276                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3277 }
3278
3279 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3280                                         enum track_item alloc)
3281 {
3282         int n = 0;
3283         unsigned long i;
3284         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3285         int node;
3286
3287         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3288                         GFP_KERNEL))
3289                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3290
3291         /* Push back cpu slabs */
3292         flush_all(s);
3293
3294         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3295                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3296                 unsigned long flags;
3297                 struct page *page;
3298
3299                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3300                         continue;
3301
3302                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3303                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3304                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3305                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3306                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3307                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3308         }
3309
3310         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3311                 struct location *l = &t.loc[i];
3312
3313                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3314                         break;
3315                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3316
3317                 if (l->addr)
3318                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3319                 else
3320                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3321
3322                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3323                         unsigned long remainder;
3324
3325                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3326                         l->min_time,
3327                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3328                         l->max_time);
3329                 } else
3330                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3331                                 l->min_time);
3332
3333                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3334                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3335                                 l->min_pid, l->max_pid);
3336                 else
3337                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3338                                 l->min_pid);
3339
3340                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3341                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3342                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3343                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3344                                         l->cpus);
3345                 }
3346
3347                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3348                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3349                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3350                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3351                                         l->nodes);
3352                 }
3353
3354                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3355         }
3356
3357         free_loc_track(&t);
3358         if (!t.count)
3359                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3360         return n;
3361 }
3362
3363 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3364 {
3365         unsigned long flags;
3366         unsigned long x = 0;
3367         struct page *page;
3368
3369         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3370         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3371                 x += page->inuse;
3372         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3373         return x;
3374 }
3375
3376 enum slab_stat_type {
3377         SL_FULL,
3378         SL_PARTIAL,
3379         SL_CPU,
3380         SL_OBJECTS
3381 };
3382
3383 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3384 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3385 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3386 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3387
3388 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3389                         char *buf, unsigned long flags)
3390 {
3391         unsigned long total = 0;
3392         int cpu;
3393         int node;
3394         int x;
3395         unsigned long *nodes;
3396         unsigned long *per_cpu;
3397
3398         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3399         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3400
3401         for_each_possible_cpu(cpu) {
3402                 struct page *page;
3403                 int node;
3404                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3405
3406                 if (!c)
3407                         continue;
3408
3409                 page = c->page;
3410                 node = c->node;
3411                 if (node < 0)
3412                         continue;
3413                 if (page) {
3414                         if (flags & SO_CPU) {
3415                                 int x = 0;
3416
3417                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3418                                         x = page->inuse;
3419                                 else
3420                                         x = 1;
3421                                 total += x;
3422                                 nodes[node] += x;
3423                         }
3424                         per_cpu[node]++;
3425                 }
3426         }
3427
3428         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3429                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3430
3431                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3432                         if (flags & SO_OBJECTS)
3433                                 x = count_partial(n);
3434                         else
3435                                 x = n->nr_partial;
3436                         total += x;
3437                         nodes[node] += x;
3438                 }
3439
3440                 if (flags & SO_FULL) {
3441                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3442                                         - per_cpu[node]
3443                                         - n->nr_partial;
3444
3445                         if (flags & SO_OBJECTS)
3446                                 x = full_slabs * s->objects;
3447                         else
3448                                 x = full_slabs;
3449                         total += x;
3450                         nodes[node] += x;
3451                 }
3452         }
3453
3454         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3455 #ifdef CONFIG_NUMA
3456         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3457                 if (nodes[node])
3458                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3459                                         node, nodes[node]);
3460 #endif
3461         kfree(nodes);
3462         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3463 }
3464
3465 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3466 {
3467         int node;
3468         int cpu;
3469
3470         for_each_possible_cpu(cpu) {
3471                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3472
3473                 if (c && c->page)
3474                         return 1;
3475         }
3476
3477         for_each_online_node(node) {
3478                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3479
3480                 if (!n)
3481                         continue;
3482
3483                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3484                         return 1;
3485         }
3486         return 0;
3487 }
3488
3489 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3490 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3491
3492 struct slab_attribute {
3493         struct attribute attr;
3494         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3495         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3496 };
3497
3498 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3499         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3500
3501 #define SLAB_ATTR(_name) \
3502         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3503         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3504
3505 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3506 {
3507         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3508 }
3509 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3510
3511 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3512 {
3513         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3514 }
3515 SLAB_ATTR_RO(align);
3516
3517 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3518 {
3519         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3520 }
3521 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3522
3523 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3524 {
3525         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3526 }
3527 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3528
3529 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3530 {
3531         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3532 }
3533 SLAB_ATTR_RO(order);
3534
3535 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3536 {
3537         if (s->ctor) {
3538                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3539
3540                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3541         }
3542         return 0;
3543 }
3544 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3545
3546 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3547 {
3548         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3549 }
3550 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3551
3552 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3553 {
3554         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3555 }
3556 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3557
3558 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3559 {
3560         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3561 }
3562 SLAB_ATTR_RO(partial);
3563
3564 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3565 {
3566         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3567 }
3568 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3569
3570 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3571 {
3572         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3573 }
3574 SLAB_ATTR_RO(objects);
3575
3576 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3577 {
3578         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3579 }
3580
3581 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3582                                 const char *buf, size_t length)
3583 {
3584         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3585         if (buf[0] == '1')
3586                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3587         return length;
3588 }
3589 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3590
3591 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3592 {
3593         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3594 }
3595
3596 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3597                                                         size_t length)
3598 {
3599         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3600         if (buf[0] == '1')
3601                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3602         return length;
3603 }
3604 SLAB_ATTR(trace);
3605
3606 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3607 {
3608         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3609 }
3610
3611 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3612                                 const char *buf, size_t length)
3613 {
3614         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3615         if (buf[0] == '1')
3616                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3617         return length;
3618 }
3619 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3620
3621 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3622 {
3623         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3624 }
3625 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3626
3627 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3628 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3629 {
3630         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3631 }
3632 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3633 #endif
3634
3635 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3636 {
3637         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3638 }
3639 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3640
3641 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3642 {
3643         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3644 }
3645
3646 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3647                                 const char *buf, size_t length)
3648 {
3649         if (any_slab_objects(s))
3650                 return -EBUSY;
3651
3652         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3653         if (buf[0] == '1')
3654                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3655         calculate_sizes(s);
3656         return length;
3657 }
3658 SLAB_ATTR(red_zone);
3659
3660 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3661 {
3662         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3663 }
3664
3665 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3666                                 const char *buf, size_t length)
3667 {
3668         if (any_slab_objects(s))
3669                 return -EBUSY;
3670
3671         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3672         if (buf[0] == '1')
3673                 s->flags |= SLAB_POISON;
3674         calculate_sizes(s);
3675         return length;
3676 }
3677 SLAB_ATTR(poison);
3678
3679 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3680 {
3681         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3682 }
3683
3684 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3685                                 const char *buf, size_t length)
3686 {
3687         if (any_slab_objects(s))
3688                 return -EBUSY;
3689
3690         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3691         if (buf[0] == '1')
3692                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3693         calculate_sizes(s);
3694         return length;
3695 }
3696 SLAB_ATTR(store_user);
3697
3698 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3699 {
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3704                         const char *buf, size_t length)
3705 {
3706         int ret = -EINVAL;
3707
3708         if (buf[0] == '1') {
3709                 ret = validate_slab_cache(s);
3710                 if (ret >= 0)
3711                         ret = length;
3712         }
3713         return ret;
3714 }
3715 SLAB_ATTR(validate);
3716
3717 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3718 {
3719         return 0;
3720 }
3721
3722 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3723                         const char *buf, size_t length)
3724 {
3725         if (buf[0] == '1') {
3726                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3727
3728                 if (rc)
3729                         return rc;
3730         } else
3731                 return -EINVAL;
3732         return length;
3733 }
3734 SLAB_ATTR(shrink);
3735
3736 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3737 {
3738         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3739                 return -ENOSYS;
3740         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3741 }
3742 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3743
3744 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3745 {
3746         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3747                 return -ENOSYS;
3748         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3749 }
3750 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3751
3752 #ifdef CONFIG_NUMA
3753 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3754 {
3755         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3756 }
3757
3758 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3759                                 const char *buf, size_t length)
3760 {
3761         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3762
3763         if (n < 100)
3764                 s->defrag_ratio = n * 10;
3765         return length;
3766 }
3767 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3768 #endif
3769
3770 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3771         &slab_size_attr.attr,
3772         &object_size_attr.attr,
3773         &objs_per_slab_attr.attr,
3774         &order_attr.attr,
3775         &objects_attr.attr,
3776         &slabs_attr.attr,
3777         &partial_attr.attr,
3778         &cpu_slabs_attr.attr,
3779         &ctor_attr.attr,
3780         &aliases_attr.attr,
3781         &align_attr.attr,
3782         &sanity_checks_attr.attr,
3783         &trace_attr.attr,
3784         &hwcache_align_attr.attr,
3785         &reclaim_account_attr.attr,
3786         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3787         &red_zone_attr.attr,
3788         &poison_attr.attr,
3789         &store_user_attr.attr,
3790         &validate_attr.attr,
3791         &shrink_attr.attr,
3792         &alloc_calls_attr.attr,
3793         &free_calls_attr.attr,
3794 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3795         &cache_dma_attr.attr,
3796 #endif
3797 #ifdef CONFIG_NUMA
3798         &defrag_ratio_attr.attr,
3799 #endif
3800         NULL
3801 };
3802
3803 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3804         .attrs = slab_attrs,
3805 };
3806
3807 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3808                                 struct attribute *attr,
3809                                 char *buf)
3810 {
3811         struct slab_attribute *attribute;
3812         struct kmem_cache *s;
3813         int err;
3814
3815         attribute = to_slab_attr(attr);
3816         s = to_slab(kobj);
3817
3818         if (!attribute->show)
3819                 return -EIO;
3820
3821         err = attribute->show(s, buf);
3822
3823         return err;
3824 }
3825
3826 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3827                                 struct attribute *attr,
3828                                 const char *buf, size_t len)
3829 {
3830         struct slab_attribute *attribute;
3831         struct kmem_cache *s;
3832         int err;
3833
3834         attribute = to_slab_attr(attr);
3835         s = to_slab(kobj);
3836
3837         if (!attribute->store)
3838                 return -EIO;
3839
3840         err = attribute->store(s, buf, len);
3841
3842         return err;
3843 }
3844
3845 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3846         .show = slab_attr_show,
3847         .store = slab_attr_store,
3848 };
3849
3850 static struct kobj_type slab_ktype = {
3851         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3852 };
3853
3854 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3855 {
3856         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3857
3858         if (ktype == &slab_ktype)
3859                 return 1;
3860         return 0;
3861 }
3862
3863 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3864         .filter = uevent_filter,
3865 };
3866
3867 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3868
3869 #define ID_STR_LENGTH 64
3870
3871 /* Create a unique string id for a slab cache:
3872  * format
3873  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3874  */
3875 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3876 {
3877         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3878         char *p = name;
3879
3880         BUG_ON(!name);
3881
3882         *p++ = ':';
3883         /*
3884          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3885          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3886          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3887          * are matched during merging to guarantee that the id is
3888          * unique.
3889          */
3890         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3891                 *p++ = 'd';
3892         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3893                 *p++ = 'a';
3894         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3895                 *p++ = 'F';
3896         if (p != name + 1)
3897                 *p++ = '-';
3898         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3899         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3900         return name;
3901 }
3902
3903 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3904 {
3905         int err;
3906         const char *name;
3907         int unmergeable;
3908
3909         if (slab_state < SYSFS)
3910                 /* Defer until later */
3911                 return 0;
3912
3913         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3914         if (unmergeable) {
3915                 /*
3916                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3917                  * This is typically the case for debug situations. In that
3918                  * case we can catch duplicate names easily.
3919                  */
3920                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3921                 name = s->name;
3922         } else {
3923                 /*
3924                  * Create a unique name for the slab as a target
3925                  * for the symlinks.
3926                  */
3927                 name = create_unique_id(s);
3928         }
3929
3930         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3931         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3932         kobject_init(&s->kobj);
3933         err = kobject_add(&s->kobj);
3934         if (err)
3935                 return err;
3936
3937         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3938         if (err)
3939                 return err;
3940         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3941         if (!unmergeable) {
3942                 /* Setup first alias */
3943                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3944                 kfree(name);
3945         }
3946         return 0;
3947 }
3948
3949 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3950 {
3951         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3952         kobject_del(&s->kobj);
3953 }
3954
3955 /*
3956  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3957  * available lest we loose that information.
3958  */
3959 struct saved_alias {
3960         struct kmem_cache *s;
3961         const char *name;
3962         struct saved_alias *next;
3963 };
3964
3965 static struct saved_alias *alias_list;
3966
3967 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3968 {
3969         struct saved_alias *al;
3970
3971         if (slab_state == SYSFS) {
3972                 /*
3973                  * If we have a leftover link then remove it.
3974                  */
3975                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3976                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3977                                                 &s->kobj, name);
3978         }
3979
3980         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3981         if (!al)
3982                 return -ENOMEM;
3983
3984         al->s = s;
3985         al->name = name;
3986         al->next = alias_list;
3987         alias_list = al;
3988         return 0;
3989 }
3990
3991 static int __init slab_sysfs_init(void)
3992 {
3993         struct kmem_cache *s;
3994         int err;
3995
3996         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3997         if (err) {
3998                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3999                 return -ENOSYS;
4000         }
4001
4002         slab_state = SYSFS;
4003
4004         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4005                 err = sysfs_slab_add(s);
4006                 if (err)
4007                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4008                                                 " to sysfs\n", s->name);
4009         }
4010
4011         while (alias_list) {
4012                 struct saved_alias *al = alias_list;
4013
4014                 alias_list = alias_list->next;
4015                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4016                 if (err)
4017                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4018                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4019                 kfree(al);
4020         }
4021
4022         resiliency_test();
4023         return 0;
4024 }
4025
4026 __initcall(slab_sysfs_init);
4027 #endif