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