SLUB: rename defrag to remote_node_defrag_ratio
[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_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1202 {
1203         spin_lock(&n->list_lock);
1204         n->nr_partial++;
1205         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1206         spin_unlock(&n->list_lock);
1207 }
1208
1209 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1210 {
1211         spin_lock(&n->list_lock);
1212         n->nr_partial++;
1213         list_add(&page->lru, &n->partial);
1214         spin_unlock(&n->list_lock);
1215 }
1216
1217 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1218                                                 struct page *page)
1219 {
1220         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1221
1222         spin_lock(&n->list_lock);
1223         list_del(&page->lru);
1224         n->nr_partial--;
1225         spin_unlock(&n->list_lock);
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Lock slab and remove from the partial list.
1230  *
1231  * Must hold list_lock.
1232  */
1233 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1234 {
1235         if (slab_trylock(page)) {
1236                 list_del(&page->lru);
1237                 n->nr_partial--;
1238                 SetSlabFrozen(page);
1239                 return 1;
1240         }
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1246  */
1247 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1248 {
1249         struct page *page;
1250
1251         /*
1252          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1253          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1254          * partial slab and there is none available then get_partials()
1255          * will return NULL.
1256          */
1257         if (!n || !n->nr_partial)
1258                 return NULL;
1259
1260         spin_lock(&n->list_lock);
1261         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1262                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1263                         goto out;
1264         page = NULL;
1265 out:
1266         spin_unlock(&n->list_lock);
1267         return page;
1268 }
1269
1270 /*
1271  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1272  */
1273 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1274 {
1275 #ifdef CONFIG_NUMA
1276         struct zonelist *zonelist;
1277         struct zone **z;
1278         struct page *page;
1279
1280         /*
1281          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1282          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1283          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1284          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1285          *
1286          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1287          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1288          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1289          * from other nodes and filled up.
1290          *
1291          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1292          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1293          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1294          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1295          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1296          * with available objects.
1297          */
1298         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1299                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1300                 return NULL;
1301
1302         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1303                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1304         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1305                 struct kmem_cache_node *n;
1306
1307                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1308
1309                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1310                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1311                         page = get_partial_node(n);
1312                         if (page)
1313                                 return page;
1314                 }
1315         }
1316 #endif
1317         return NULL;
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Get a partial page, lock it and return it.
1322  */
1323 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1324 {
1325         struct page *page;
1326         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1327
1328         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1329         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1330                 return page;
1331
1332         return get_any_partial(s, flags);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Move a page back to the lists.
1337  *
1338  * Must be called with the slab lock held.
1339  *
1340  * On exit the slab lock will have been dropped.
1341  */
1342 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1343 {
1344         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1345
1346         ClearSlabFrozen(page);
1347         if (page->inuse) {
1348
1349                 if (page->freelist)
1350                         add_partial(n, page);
1351                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1352                         add_full(n, page);
1353                 slab_unlock(page);
1354
1355         } else {
1356                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1357                         /*
1358                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1359                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1360                          * to come after the other slabs with objects in
1361                          * order to fill them up. That way the size of the
1362                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1363                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1364                          */
1365                         add_partial_tail(n, page);
1366                         slab_unlock(page);
1367                 } else {
1368                         slab_unlock(page);
1369                         discard_slab(s, page);
1370                 }
1371         }
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Remove the cpu slab
1376  */
1377 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1378 {
1379         struct page *page = c->page;
1380         /*
1381          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1382          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1383          * to occur.
1384          */
1385         while (unlikely(c->freelist)) {
1386                 void **object;
1387
1388                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1389                 object = c->freelist;
1390                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1391
1392                 /* And put onto the regular freelist */
1393                 object[c->offset] = page->freelist;
1394                 page->freelist = object;
1395                 page->inuse--;
1396         }
1397         c->page = NULL;
1398         unfreeze_slab(s, page);
1399 }
1400
1401 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1402 {
1403         slab_lock(c->page);
1404         deactivate_slab(s, c);
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Flush cpu slab.
1409  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1410  */
1411 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1412 {
1413         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1414
1415         if (likely(c && c->page))
1416                 flush_slab(s, c);
1417 }
1418
1419 static void flush_cpu_slab(void *d)
1420 {
1421         struct kmem_cache *s = d;
1422
1423         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1424 }
1425
1426 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1427 {
1428 #ifdef CONFIG_SMP
1429         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1430 #else
1431         unsigned long flags;
1432
1433         local_irq_save(flags);
1434         flush_cpu_slab(s);
1435         local_irq_restore(flags);
1436 #endif
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1441  * locality expectations.
1442  */
1443 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1444 {
1445 #ifdef CONFIG_NUMA
1446         if (node != -1 && c->node != node)
1447                 return 0;
1448 #endif
1449         return 1;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1454  * debugging duties.
1455  *
1456  * Interrupts are disabled.
1457  *
1458  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1459  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1460  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1461  *
1462  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1463  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1464  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1465  *
1466  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1467  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1468  */
1469 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1470                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1471 {
1472         void **object;
1473         struct page *new;
1474
1475         if (!c->page)
1476                 goto new_slab;
1477
1478         slab_lock(c->page);
1479         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1480                 goto another_slab;
1481 load_freelist:
1482         object = c->page->freelist;
1483         if (unlikely(!object))
1484                 goto another_slab;
1485         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1486                 goto debug;
1487
1488         object = c->page->freelist;
1489         c->freelist = object[c->offset];
1490         c->page->inuse = s->objects;
1491         c->page->freelist = NULL;
1492         c->node = page_to_nid(c->page);
1493         slab_unlock(c->page);
1494         return object;
1495
1496 another_slab:
1497         deactivate_slab(s, c);
1498
1499 new_slab:
1500         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1501         if (new) {
1502                 c->page = new;
1503                 goto load_freelist;
1504         }
1505
1506         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1507                 local_irq_enable();
1508
1509         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1510
1511         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1512                 local_irq_disable();
1513
1514         if (new) {
1515                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1516                 if (c->page)
1517                         flush_slab(s, c);
1518                 slab_lock(new);
1519                 SetSlabFrozen(new);
1520                 c->page = new;
1521                 goto load_freelist;
1522         }
1523         return NULL;
1524 debug:
1525         object = c->page->freelist;
1526         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1527                 goto another_slab;
1528
1529         c->page->inuse++;
1530         c->page->freelist = object[c->offset];
1531         c->node = -1;
1532         slab_unlock(c->page);
1533         return object;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1538  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1539  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1540  *
1541  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1542  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1543  *
1544  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1545  */
1546 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1547                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1548 {
1549         void **object;
1550         unsigned long flags;
1551         struct kmem_cache_cpu *c;
1552
1553         local_irq_save(flags);
1554         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1555         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1556
1557                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1558
1559         else {
1560                 object = c->freelist;
1561                 c->freelist = object[c->offset];
1562         }
1563         local_irq_restore(flags);
1564
1565         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1566                 memset(object, 0, c->objsize);
1567
1568         return object;
1569 }
1570
1571 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1572 {
1573         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1576
1577 #ifdef CONFIG_NUMA
1578 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1579 {
1580         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1581 }
1582 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1583 #endif
1584
1585 /*
1586  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1587  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1588  *
1589  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1590  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1591  * handling required then we can return immediately.
1592  */
1593 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1594                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1595 {
1596         void *prior;
1597         void **object = (void *)x;
1598
1599         slab_lock(page);
1600
1601         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1602                 goto debug;
1603 checks_ok:
1604         prior = object[offset] = page->freelist;
1605         page->freelist = object;
1606         page->inuse--;
1607
1608         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1609                 goto out_unlock;
1610
1611         if (unlikely(!page->inuse))
1612                 goto slab_empty;
1613
1614         /*
1615          * Objects left in the slab. If it
1616          * was not on the partial list before
1617          * then add it.
1618          */
1619         if (unlikely(!prior))
1620                 add_partial_tail(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1621
1622 out_unlock:
1623         slab_unlock(page);
1624         return;
1625
1626 slab_empty:
1627         if (prior)
1628                 /*
1629                  * Slab still on the partial list.
1630                  */
1631                 remove_partial(s, page);
1632
1633         slab_unlock(page);
1634         discard_slab(s, page);
1635         return;
1636
1637 debug:
1638         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1639                 goto out_unlock;
1640         goto checks_ok;
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1645  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1646  *
1647  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1648  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1649  * the item before.
1650  *
1651  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1652  * with all sorts of special processing.
1653  */
1654 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1655                         struct page *page, void *x, void *addr)
1656 {
1657         void **object = (void *)x;
1658         unsigned long flags;
1659         struct kmem_cache_cpu *c;
1660
1661         local_irq_save(flags);
1662         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1663         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1664         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1665                 object[c->offset] = c->freelist;
1666                 c->freelist = object;
1667         } else
1668                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1669
1670         local_irq_restore(flags);
1671 }
1672
1673 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1674 {
1675         struct page *page;
1676
1677         page = virt_to_head_page(x);
1678
1679         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1680 }
1681 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1682
1683 /* Figure out on which slab object the object resides */
1684 static struct page *get_object_page(const void *x)
1685 {
1686         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1687
1688         if (!PageSlab(page))
1689                 return NULL;
1690
1691         return page;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1696  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1697  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1698  * another.
1699  *
1700  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1701  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1702  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1703  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1704  * locking overhead.
1705  */
1706
1707 /*
1708  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1709  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1710  * and increases the number of allocations possible without having to
1711  * take the list_lock.
1712  */
1713 static int slub_min_order;
1714 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1715 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1716
1717 /*
1718  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1719  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1720  */
1721 static int slub_nomerge;
1722
1723 /*
1724  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1725  *
1726  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1727  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1728  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1729  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1730  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1731  * would be wasted.
1732  *
1733  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1734  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1735  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1736  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1737  *
1738  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1739  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1740  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1741  * of space in favor of a small page order.
1742  *
1743  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1744  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1745  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1746  * the smallest order which will fit the object.
1747  */
1748 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1749                                 int max_order, int fract_leftover)
1750 {
1751         int order;
1752         int rem;
1753         int min_order = slub_min_order;
1754
1755         for (order = max(min_order,
1756                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1757                         order <= max_order; order++) {
1758
1759                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1760
1761                 if (slab_size < min_objects * size)
1762                         continue;
1763
1764                 rem = slab_size % size;
1765
1766                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1767                         break;
1768
1769         }
1770
1771         return order;
1772 }
1773
1774 static inline int calculate_order(int size)
1775 {
1776         int order;
1777         int min_objects;
1778         int fraction;
1779
1780         /*
1781          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1782          * works by first attempting to generate a layout with
1783          * the best configuration and backing off gradually.
1784          *
1785          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1786          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1787          */
1788         min_objects = slub_min_objects;
1789         while (min_objects > 1) {
1790                 fraction = 8;
1791                 while (fraction >= 4) {
1792                         order = slab_order(size, min_objects,
1793                                                 slub_max_order, fraction);
1794                         if (order <= slub_max_order)
1795                                 return order;
1796                         fraction /= 2;
1797                 }
1798                 min_objects /= 2;
1799         }
1800
1801         /*
1802          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1803          * lets see if we can place a single object there.
1804          */
1805         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1806         if (order <= slub_max_order)
1807                 return order;
1808
1809         /*
1810          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1811          */
1812         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1813         if (order <= MAX_ORDER)
1814                 return order;
1815         return -ENOSYS;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1820  */
1821 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1822                 unsigned long align, unsigned long size)
1823 {
1824         /*
1825          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1826          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1827          * large.
1828          *
1829          * The hardware cache alignment cannot override the
1830          * specified alignment though. If that is greater
1831          * then use it.
1832          */
1833         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1834                         size > cache_line_size() / 2)
1835                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1836
1837         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1838                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1839
1840         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1841 }
1842
1843 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1844                         struct kmem_cache_cpu *c)
1845 {
1846         c->page = NULL;
1847         c->freelist = NULL;
1848         c->node = 0;
1849         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1850         c->objsize = s->objsize;
1851 }
1852
1853 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1854 {
1855         n->nr_partial = 0;
1856         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1857         spin_lock_init(&n->list_lock);
1858         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1859 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1860         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1861 #endif
1862 }
1863
1864 #ifdef CONFIG_SMP
1865 /*
1866  * Per cpu array for per cpu structures.
1867  *
1868  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1869  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1870  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1871  * beneficial for the kmalloc caches.
1872  *
1873  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1874  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1875  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1876  *
1877  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1878  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1879  */
1880 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1881
1882 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1883                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1884
1885 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1886 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1887
1888 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1889                                                         int cpu, gfp_t flags)
1890 {
1891         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1892
1893         if (c)
1894                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1895                                 (void *)c->freelist;
1896         else {
1897                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1898                 c = kmalloc_node(
1899                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1900                         flags, cpu_to_node(cpu));
1901                 if (!c)
1902                         return NULL;
1903         }
1904
1905         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1906         return c;
1907 }
1908
1909 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1910 {
1911         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1912                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1913                 kfree(c);
1914                 return;
1915         }
1916         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1917         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1918 }
1919
1920 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1921 {
1922         int cpu;
1923
1924         for_each_online_cpu(cpu) {
1925                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1926
1927                 if (c) {
1928                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1929                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1930                 }
1931         }
1932 }
1933
1934 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1935 {
1936         int cpu;
1937
1938         for_each_online_cpu(cpu) {
1939                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1940
1941                 if (c)
1942                         continue;
1943
1944                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1945                 if (!c) {
1946                         free_kmem_cache_cpus(s);
1947                         return 0;
1948                 }
1949                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1950         }
1951         return 1;
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Initialize the per cpu array.
1956  */
1957 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1958 {
1959         int i;
1960
1961         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1962                 return;
1963
1964         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1965                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1966
1967         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1968 }
1969
1970 static void __init init_alloc_cpu(void)
1971 {
1972         int cpu;
1973
1974         for_each_online_cpu(cpu)
1975                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1976   }
1977
1978 #else
1979 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1980 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1981
1982 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1983 {
1984         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
1985         return 1;
1986 }
1987 #endif
1988
1989 #ifdef CONFIG_NUMA
1990 /*
1991  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1992  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1993  * possible.
1994  *
1995  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1996  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
1997  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
1998  */
1999 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2000                                                            int node)
2001 {
2002         struct page *page;
2003         struct kmem_cache_node *n;
2004
2005         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2006
2007         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2008
2009         BUG_ON(!page);
2010         if (page_to_nid(page) != node) {
2011                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2012                                 "node %d\n", node);
2013                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2014                                 "in order to be able to continue\n");
2015         }
2016
2017         n = page->freelist;
2018         BUG_ON(!n);
2019         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2020         page->inuse++;
2021         kmalloc_caches->node[node] = n;
2022 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2023         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2024         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2025 #endif
2026         init_kmem_cache_node(n);
2027         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2028         add_partial(n, page);
2029         return n;
2030 }
2031
2032 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2033 {
2034         int node;
2035
2036         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2037                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2038                 if (n && n != &s->local_node)
2039                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2040                 s->node[node] = NULL;
2041         }
2042 }
2043
2044 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2045 {
2046         int node;
2047         int local_node;
2048
2049         if (slab_state >= UP)
2050                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2051         else
2052                 local_node = 0;
2053
2054         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2055                 struct kmem_cache_node *n;
2056
2057                 if (local_node == node)
2058                         n = &s->local_node;
2059                 else {
2060                         if (slab_state == DOWN) {
2061                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2062                                                                 node);
2063                                 continue;
2064                         }
2065                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2066                                                         gfpflags, node);
2067
2068                         if (!n) {
2069                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2070                                 return 0;
2071                         }
2072
2073                 }
2074                 s->node[node] = n;
2075                 init_kmem_cache_node(n);
2076         }
2077         return 1;
2078 }
2079 #else
2080 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2081 {
2082 }
2083
2084 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2085 {
2086         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2087         return 1;
2088 }
2089 #endif
2090
2091 /*
2092  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2093  * a slab object.
2094  */
2095 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2096 {
2097         unsigned long flags = s->flags;
2098         unsigned long size = s->objsize;
2099         unsigned long align = s->align;
2100
2101         /*
2102          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2103          * the slab may touch the object after free or before allocation
2104          * then we should never poison the object itself.
2105          */
2106         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2107                         !s->ctor)
2108                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2109         else
2110                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2111
2112         /*
2113          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2114          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2115          * the possible location of the free pointer.
2116          */
2117         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2118
2119 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2120         /*
2121          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2122          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2123          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2124          */
2125         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2126                 size += sizeof(void *);
2127 #endif
2128
2129         /*
2130          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2131          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2132          */
2133         s->inuse = size;
2134
2135         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2136                 s->ctor)) {
2137                 /*
2138                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2139                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2140                  * kmem_cache_free.
2141                  *
2142                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2143                  * destructor or are poisoning the objects.
2144                  */
2145                 s->offset = size;
2146                 size += sizeof(void *);
2147         }
2148
2149 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2150         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2151                 /*
2152                  * Need to store information about allocs and frees after
2153                  * the object.
2154                  */
2155                 size += 2 * sizeof(struct track);
2156
2157         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2158                 /*
2159                  * Add some empty padding so that we can catch
2160                  * overwrites from earlier objects rather than let
2161                  * tracking information or the free pointer be
2162                  * corrupted if an user writes before the start
2163                  * of the object.
2164                  */
2165                 size += sizeof(void *);
2166 #endif
2167
2168         /*
2169          * Determine the alignment based on various parameters that the
2170          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2171          * on bootup.
2172          */
2173         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2174
2175         /*
2176          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2177          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2178          * each object to conform to the alignment.
2179          */
2180         size = ALIGN(size, align);
2181         s->size = size;
2182
2183         s->order = calculate_order(size);
2184         if (s->order < 0)
2185                 return 0;
2186
2187         /*
2188          * Determine the number of objects per slab
2189          */
2190         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2191
2192         return !!s->objects;
2193
2194 }
2195
2196 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2197                 const char *name, size_t size,
2198                 size_t align, unsigned long flags,
2199                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2200 {
2201         memset(s, 0, kmem_size);
2202         s->name = name;
2203         s->ctor = ctor;
2204         s->objsize = size;
2205         s->align = align;
2206         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2207
2208         if (!calculate_sizes(s))
2209                 goto error;
2210
2211         s->refcount = 1;
2212 #ifdef CONFIG_NUMA
2213         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2214 #endif
2215         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2216                 goto error;
2217
2218         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2219                 return 1;
2220         free_kmem_cache_nodes(s);
2221 error:
2222         if (flags & SLAB_PANIC)
2223                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2224                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2225                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2226                         s->offset, flags);
2227         return 0;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Check if a given pointer is valid
2232  */
2233 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2234 {
2235         struct page * page;
2236
2237         page = get_object_page(object);
2238
2239         if (!page || s != page->slab)
2240                 /* No slab or wrong slab */
2241                 return 0;
2242
2243         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2244                 return 0;
2245
2246         /*
2247          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2248          * But this would be too expensive and it seems that the main
2249          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2250          * to a certain slab.
2251          */
2252         return 1;
2253 }
2254 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2255
2256 /*
2257  * Determine the size of a slab object
2258  */
2259 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2260 {
2261         return s->objsize;
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2264
2265 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2266 {
2267         return s->name;
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2270
2271 /*
2272  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2273  * were unable to free.
2274  */
2275 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2276                         struct list_head *list)
2277 {
2278         int slabs_inuse = 0;
2279         unsigned long flags;
2280         struct page *page, *h;
2281
2282         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2283         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2284                 if (!page->inuse) {
2285                         list_del(&page->lru);
2286                         discard_slab(s, page);
2287                 } else
2288                         slabs_inuse++;
2289         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2290         return slabs_inuse;
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Release all resources used by a slab cache.
2295  */
2296 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2297 {
2298         int node;
2299
2300         flush_all(s);
2301
2302         /* Attempt to free all objects */
2303         free_kmem_cache_cpus(s);
2304         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2305                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2306
2307                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2308                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2309                         return 1;
2310         }
2311         free_kmem_cache_nodes(s);
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2317  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2318  */
2319 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2320 {
2321         down_write(&slub_lock);
2322         s->refcount--;
2323         if (!s->refcount) {
2324                 list_del(&s->list);
2325                 up_write(&slub_lock);
2326                 if (kmem_cache_close(s))
2327                         WARN_ON(1);
2328                 sysfs_slab_remove(s);
2329         } else
2330                 up_write(&slub_lock);
2331 }
2332 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2333
2334 /********************************************************************
2335  *              Kmalloc subsystem
2336  *******************************************************************/
2337
2338 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2339 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2340
2341 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2342 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2343 #endif
2344
2345 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2346 {
2347         get_option (&str, &slub_min_order);
2348
2349         return 1;
2350 }
2351
2352 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2353
2354 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2355 {
2356         get_option (&str, &slub_max_order);
2357
2358         return 1;
2359 }
2360
2361 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2362
2363 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2364 {
2365         get_option (&str, &slub_min_objects);
2366
2367         return 1;
2368 }
2369
2370 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2371
2372 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2373 {
2374         slub_nomerge = 1;
2375         return 1;
2376 }
2377
2378 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2379
2380 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2381                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2382 {
2383         unsigned int flags = 0;
2384
2385         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2386                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2387
2388         down_write(&slub_lock);
2389         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2390                         flags, NULL))
2391                 goto panic;
2392
2393         list_add(&s->list, &slab_caches);
2394         up_write(&slub_lock);
2395         if (sysfs_slab_add(s))
2396                 goto panic;
2397         return s;
2398
2399 panic:
2400         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2401 }
2402
2403 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2404
2405 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2406 {
2407         struct kmem_cache *s;
2408
2409         down_write(&slub_lock);
2410         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2411                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2412                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2413                         sysfs_slab_add(s);
2414                 }
2415         }
2416         up_write(&slub_lock);
2417 }
2418
2419 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2420
2421 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2422 {
2423         struct kmem_cache *s;
2424         char *text;
2425         size_t realsize;
2426
2427         s = kmalloc_caches_dma[index];
2428         if (s)
2429                 return s;
2430
2431         /* Dynamically create dma cache */
2432         if (flags & __GFP_WAIT)
2433                 down_write(&slub_lock);
2434         else {
2435                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2436                         goto out;
2437         }
2438
2439         if (kmalloc_caches_dma[index])
2440                 goto unlock_out;
2441
2442         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2443         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2444         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2445
2446         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2447                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2448                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2449                 kfree(s);
2450                 kfree(text);
2451                 goto unlock_out;
2452         }
2453
2454         list_add(&s->list, &slab_caches);
2455         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2456
2457         schedule_work(&sysfs_add_work);
2458
2459 unlock_out:
2460         up_write(&slub_lock);
2461 out:
2462         return kmalloc_caches_dma[index];
2463 }
2464 #endif
2465
2466 /*
2467  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2468  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2469  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2470  * fls.
2471  */
2472 static s8 size_index[24] = {
2473         3,      /* 8 */
2474         4,      /* 16 */
2475         5,      /* 24 */
2476         5,      /* 32 */
2477         6,      /* 40 */
2478         6,      /* 48 */
2479         6,      /* 56 */
2480         6,      /* 64 */
2481         1,      /* 72 */
2482         1,      /* 80 */
2483         1,      /* 88 */
2484         1,      /* 96 */
2485         7,      /* 104 */
2486         7,      /* 112 */
2487         7,      /* 120 */
2488         7,      /* 128 */
2489         2,      /* 136 */
2490         2,      /* 144 */
2491         2,      /* 152 */
2492         2,      /* 160 */
2493         2,      /* 168 */
2494         2,      /* 176 */
2495         2,      /* 184 */
2496         2       /* 192 */
2497 };
2498
2499 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2500 {
2501         int index;
2502
2503         if (size <= 192) {
2504                 if (!size)
2505                         return ZERO_SIZE_PTR;
2506
2507                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2508         } else
2509                 index = fls(size - 1);
2510
2511 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2512         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2513                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2514
2515 #endif
2516         return &kmalloc_caches[index];
2517 }
2518
2519 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2520 {
2521         struct kmem_cache *s;
2522
2523         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2524                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2525                                                         get_order(size));
2526
2527         s = get_slab(size, flags);
2528
2529         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2530                 return s;
2531
2532         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2533 }
2534 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2535
2536 #ifdef CONFIG_NUMA
2537 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2538 {
2539         struct kmem_cache *s;
2540
2541         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2542                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2543                                                         get_order(size));
2544
2545         s = get_slab(size, flags);
2546
2547         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2548                 return s;
2549
2550         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2553 #endif
2554
2555 size_t ksize(const void *object)
2556 {
2557         struct page *page;
2558         struct kmem_cache *s;
2559
2560         BUG_ON(!object);
2561         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2562                 return 0;
2563
2564         page = virt_to_head_page(object);
2565         BUG_ON(!page);
2566
2567         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2568                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2569
2570         s = page->slab;
2571         BUG_ON(!s);
2572
2573         /*
2574          * Debugging requires use of the padding between object
2575          * and whatever may come after it.
2576          */
2577         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2578                 return s->objsize;
2579
2580         /*
2581          * If we have the need to store the freelist pointer
2582          * back there or track user information then we can
2583          * only use the space before that information.
2584          */
2585         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2586                 return s->inuse;
2587
2588         /*
2589          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2590          */
2591         return s->size;
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2594
2595 void kfree(const void *x)
2596 {
2597         struct page *page;
2598
2599         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2600                 return;
2601
2602         page = virt_to_head_page(x);
2603         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2604                 put_page(page);
2605                 return;
2606         }
2607         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2608 }
2609 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2610
2611 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2612 {
2613         unsigned long flags;
2614         unsigned long x = 0;
2615         struct page *page;
2616
2617         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2618         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2619                 x += page->inuse;
2620         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2621         return x;
2622 }
2623
2624 /*
2625  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2626  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2627  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2628  * and thus they can be removed from the partial lists.
2629  *
2630  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2631  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2632  * are freed in them.
2633  */
2634 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2635 {
2636         int node;
2637         int i;
2638         struct kmem_cache_node *n;
2639         struct page *page;
2640         struct page *t;
2641         struct list_head *slabs_by_inuse =
2642                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2643         unsigned long flags;
2644
2645         if (!slabs_by_inuse)
2646                 return -ENOMEM;
2647
2648         flush_all(s);
2649         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2650                 n = get_node(s, node);
2651
2652                 if (!n->nr_partial)
2653                         continue;
2654
2655                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2656                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2657
2658                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2659
2660                 /*
2661                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2662                  *
2663                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2664                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2665                  */
2666                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2667                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2668                                 /*
2669                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2670                                  * may have freed the last object and be
2671                                  * waiting to release the slab.
2672                                  */
2673                                 list_del(&page->lru);
2674                                 n->nr_partial--;
2675                                 slab_unlock(page);
2676                                 discard_slab(s, page);
2677                         } else {
2678                                 list_move(&page->lru,
2679                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2680                         }
2681                 }
2682
2683                 /*
2684                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2685                  * first and the least used slabs at the end.
2686                  */
2687                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2688                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2689
2690                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2691         }
2692
2693         kfree(slabs_by_inuse);
2694         return 0;
2695 }
2696 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2697
2698 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2699 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2700 {
2701         struct kmem_cache *s;
2702
2703         down_read(&slub_lock);
2704         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2705                 kmem_cache_shrink(s);
2706         up_read(&slub_lock);
2707
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2712 {
2713         struct kmem_cache_node *n;
2714         struct kmem_cache *s;
2715         struct memory_notify *marg = arg;
2716         int offline_node;
2717
2718         offline_node = marg->status_change_nid;
2719
2720         /*
2721          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2722          * for it yet.
2723          */
2724         if (offline_node < 0)
2725                 return;
2726
2727         down_read(&slub_lock);
2728         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2729                 n = get_node(s, offline_node);
2730                 if (n) {
2731                         /*
2732                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2733                          * that is going down. We were unable to free them,
2734                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2735                          * callback. So, we must fail.
2736                          */
2737                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2738
2739                         s->node[offline_node] = NULL;
2740                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2741                 }
2742         }
2743         up_read(&slub_lock);
2744 }
2745
2746 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2747 {
2748         struct kmem_cache_node *n;
2749         struct kmem_cache *s;
2750         struct memory_notify *marg = arg;
2751         int nid = marg->status_change_nid;
2752         int ret = 0;
2753
2754         /*
2755          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2756          * already created. Nothing to do.
2757          */
2758         if (nid < 0)
2759                 return 0;
2760
2761         /*
2762          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2763          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2764          * online.
2765          */
2766         down_read(&slub_lock);
2767         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2768                 /*
2769                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2770                  *      since memory is not yet available from the node that
2771                  *      is brought up.
2772                  */
2773                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2774                 if (!n) {
2775                         ret = -ENOMEM;
2776                         goto out;
2777                 }
2778                 init_kmem_cache_node(n);
2779                 s->node[nid] = n;
2780         }
2781 out:
2782         up_read(&slub_lock);
2783         return ret;
2784 }
2785
2786 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2787                                 unsigned long action, void *arg)
2788 {
2789         int ret = 0;
2790
2791         switch (action) {
2792         case MEM_GOING_ONLINE:
2793                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2794                 break;
2795         case MEM_GOING_OFFLINE:
2796                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2797                 break;
2798         case MEM_OFFLINE:
2799         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2800                 slab_mem_offline_callback(arg);
2801                 break;
2802         case MEM_ONLINE:
2803         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2804                 break;
2805         }
2806
2807         ret = notifier_from_errno(ret);
2808         return ret;
2809 }
2810
2811 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2812
2813 /********************************************************************
2814  *                      Basic setup of slabs
2815  *******************************************************************/
2816
2817 void __init kmem_cache_init(void)
2818 {
2819         int i;
2820         int caches = 0;
2821
2822         init_alloc_cpu();
2823
2824 #ifdef CONFIG_NUMA
2825         /*
2826          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2827          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2828          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2829          */
2830         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2831                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2832         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2833         caches++;
2834
2835         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2836 #endif
2837
2838         /* Able to allocate the per node structures */
2839         slab_state = PARTIAL;
2840
2841         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2842         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2843                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2844                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2845                 caches++;
2846         }
2847         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2848                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2849                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2850                 caches++;
2851         }
2852
2853         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2854                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2855                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2856                 caches++;
2857         }
2858
2859
2860         /*
2861          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2862          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2863          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2864          *
2865          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2866          * handle the index determination for the smaller caches.
2867          *
2868          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2869          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2870          */
2871         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2872                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2873
2874         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2875                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2876
2877         slab_state = UP;
2878
2879         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2880         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2881                 kmalloc_caches[i]. name =
2882                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2883
2884 #ifdef CONFIG_SMP
2885         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2886         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2887                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2888 #else
2889         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2890 #endif
2891
2892
2893         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2894                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2895                 caches, cache_line_size(),
2896                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2897                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Find a mergeable slab cache
2902  */
2903 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2904 {
2905         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2906                 return 1;
2907
2908         if (s->ctor)
2909                 return 1;
2910
2911         /*
2912          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2913          */
2914         if (s->refcount < 0)
2915                 return 1;
2916
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2921                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2922                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2923 {
2924         struct kmem_cache *s;
2925
2926         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2927                 return NULL;
2928
2929         if (ctor)
2930                 return NULL;
2931
2932         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2933         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2934         size = ALIGN(size, align);
2935         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2936
2937         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2938                 if (slab_unmergeable(s))
2939                         continue;
2940
2941                 if (size > s->size)
2942                         continue;
2943
2944                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2945                                 continue;
2946                 /*
2947                  * Check if alignment is compatible.
2948                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2949                  */
2950                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2951                         continue;
2952
2953                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2954                         continue;
2955
2956                 return s;
2957         }
2958         return NULL;
2959 }
2960
2961 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2962                 size_t align, unsigned long flags,
2963                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2964 {
2965         struct kmem_cache *s;
2966
2967         down_write(&slub_lock);
2968         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2969         if (s) {
2970                 int cpu;
2971
2972                 s->refcount++;
2973                 /*
2974                  * Adjust the object sizes so that we clear
2975                  * the complete object on kzalloc.
2976                  */
2977                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2978
2979                 /*
2980                  * And then we need to update the object size in the
2981                  * per cpu structures
2982                  */
2983                 for_each_online_cpu(cpu)
2984                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2985                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2986                 up_write(&slub_lock);
2987                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2988                         goto err;
2989                 return s;
2990         }
2991         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2992         if (s) {
2993                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2994                                 size, align, flags, ctor)) {
2995                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2996                         up_write(&slub_lock);
2997                         if (sysfs_slab_add(s))
2998                                 goto err;
2999                         return s;
3000                 }
3001                 kfree(s);
3002         }
3003         up_write(&slub_lock);
3004
3005 err:
3006         if (flags & SLAB_PANIC)
3007                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3008         else
3009                 s = NULL;
3010         return s;
3011 }
3012 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3013
3014 #ifdef CONFIG_SMP
3015 /*
3016  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3017  * necessary.
3018  */
3019 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3020                 unsigned long action, void *hcpu)
3021 {
3022         long cpu = (long)hcpu;
3023         struct kmem_cache *s;
3024         unsigned long flags;
3025
3026         switch (action) {
3027         case CPU_UP_PREPARE:
3028         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3029                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3030                 down_read(&slub_lock);
3031                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3032                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3033                                                         GFP_KERNEL);
3034                 up_read(&slub_lock);
3035                 break;
3036
3037         case CPU_UP_CANCELED:
3038         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3039         case CPU_DEAD:
3040         case CPU_DEAD_FROZEN:
3041                 down_read(&slub_lock);
3042                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3043                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3044
3045                         local_irq_save(flags);
3046                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3047                         local_irq_restore(flags);
3048                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3049                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3050                 }
3051                 up_read(&slub_lock);
3052                 break;
3053         default:
3054                 break;
3055         }
3056         return NOTIFY_OK;
3057 }
3058
3059 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
3060         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
3061
3062 #endif
3063
3064 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3065 {
3066         struct kmem_cache *s;
3067
3068         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3069                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3070                                                         get_order(size));
3071         s = get_slab(size, gfpflags);
3072
3073         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3074                 return s;
3075
3076         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3077 }
3078
3079 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3080                                         int node, void *caller)
3081 {
3082         struct kmem_cache *s;
3083
3084         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3085                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3086                                                         get_order(size));
3087         s = get_slab(size, gfpflags);
3088
3089         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3090                 return s;
3091
3092         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3093 }
3094
3095 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3096 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3097                                                 unsigned long *map)
3098 {
3099         void *p;
3100         void *addr = page_address(page);
3101
3102         if (!check_slab(s, page) ||
3103                         !on_freelist(s, page, NULL))
3104                 return 0;
3105
3106         /* Now we know that a valid freelist exists */
3107         bitmap_zero(map, s->objects);
3108
3109         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3110                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3111                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3112                         return 0;
3113         }
3114
3115         for_each_object(p, s, addr)
3116                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3117                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3118                                 return 0;
3119         return 1;
3120 }
3121
3122 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3123                                                 unsigned long *map)
3124 {
3125         if (slab_trylock(page)) {
3126                 validate_slab(s, page, map);
3127                 slab_unlock(page);
3128         } else
3129                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3130                         s->name, page);
3131
3132         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3133                 if (!SlabDebug(page))
3134                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3135                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3136         } else {
3137                 if (SlabDebug(page))
3138                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3139                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3140         }
3141 }
3142
3143 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3144                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3145 {
3146         unsigned long count = 0;
3147         struct page *page;
3148         unsigned long flags;
3149
3150         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3151
3152         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3153                 validate_slab_slab(s, page, map);
3154                 count++;
3155         }
3156         if (count != n->nr_partial)
3157                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3158                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3159
3160         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3161                 goto out;
3162
3163         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3164                 validate_slab_slab(s, page, map);
3165                 count++;
3166         }
3167         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3168                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3169                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3170                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3171
3172 out:
3173         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3174         return count;
3175 }
3176
3177 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3178 {
3179         int node;
3180         unsigned long count = 0;
3181         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3182                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3183
3184         if (!map)
3185                 return -ENOMEM;
3186
3187         flush_all(s);
3188         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3189                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3190
3191                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3192         }
3193         kfree(map);
3194         return count;
3195 }
3196
3197 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3198 static void resiliency_test(void)
3199 {
3200         u8 *p;
3201
3202         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3203         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3204         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3205
3206         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3207         p[16] = 0x12;
3208         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3209                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3210
3211         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3212
3213         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3214         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3215         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3216         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3217                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3218         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3219
3220         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3221         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3222         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3223         *p = 0x56;
3224         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3225                                                                         p);
3226         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3227         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3228
3229         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3230         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3231         kfree(p);
3232         *p = 0x78;
3233         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3234         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3235
3236         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3237         kfree(p);
3238         p[50] = 0x9a;
3239         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3240         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3241
3242         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3243         kfree(p);
3244         p[512] = 0xab;
3245         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3246         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3247 }
3248 #else
3249 static void resiliency_test(void) {};
3250 #endif
3251
3252 /*
3253  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3254  * and freed.
3255  */
3256
3257 struct location {
3258         unsigned long count;
3259         void *addr;
3260         long long sum_time;
3261         long min_time;
3262         long max_time;
3263         long min_pid;
3264         long max_pid;
3265         cpumask_t cpus;
3266         nodemask_t nodes;
3267 };
3268
3269 struct loc_track {
3270         unsigned long max;
3271         unsigned long count;
3272         struct location *loc;
3273 };
3274
3275 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3276 {
3277         if (t->max)
3278                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3279                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3280 }
3281
3282 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3283 {
3284         struct location *l;
3285         int order;
3286
3287         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3288
3289         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3290         if (!l)
3291                 return 0;
3292
3293         if (t->count) {
3294                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3295                 free_loc_track(t);
3296         }
3297         t->max = max;
3298         t->loc = l;
3299         return 1;
3300 }
3301
3302 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3303                                 const struct track *track)
3304 {
3305         long start, end, pos;
3306         struct location *l;
3307         void *caddr;
3308         unsigned long age = jiffies - track->when;
3309
3310         start = -1;
3311         end = t->count;
3312
3313         for ( ; ; ) {
3314                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3315
3316                 /*
3317                  * There is nothing at "end". If we end up there
3318                  * we need to add something to before end.
3319                  */
3320                 if (pos == end)
3321                         break;
3322
3323                 caddr = t->loc[pos].addr;
3324                 if (track->addr == caddr) {
3325
3326                         l = &t->loc[pos];
3327                         l->count++;
3328                         if (track->when) {
3329                                 l->sum_time += age;
3330                                 if (age < l->min_time)
3331                                         l->min_time = age;
3332                                 if (age > l->max_time)
3333                                         l->max_time = age;
3334
3335                                 if (track->pid < l->min_pid)
3336                                         l->min_pid = track->pid;
3337                                 if (track->pid > l->max_pid)
3338                                         l->max_pid = track->pid;
3339
3340                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3341                         }
3342                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3343                         return 1;
3344                 }
3345
3346                 if (track->addr < caddr)
3347                         end = pos;
3348                 else
3349                         start = pos;
3350         }
3351
3352         /*
3353          * Not found. Insert new tracking element.
3354          */
3355         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3356                 return 0;
3357
3358         l = t->loc + pos;
3359         if (pos < t->count)
3360                 memmove(l + 1, l,
3361                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3362         t->count++;
3363         l->count = 1;
3364         l->addr = track->addr;
3365         l->sum_time = age;
3366         l->min_time = age;
3367         l->max_time = age;
3368         l->min_pid = track->pid;
3369         l->max_pid = track->pid;
3370         cpus_clear(l->cpus);
3371         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3372         nodes_clear(l->nodes);
3373         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3374         return 1;
3375 }
3376
3377 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3378                 struct page *page, enum track_item alloc)
3379 {
3380         void *addr = page_address(page);
3381         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3382         void *p;
3383
3384         bitmap_zero(map, s->objects);
3385         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3386                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3387
3388         for_each_object(p, s, addr)
3389                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3390                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3391 }
3392
3393 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3394                                         enum track_item alloc)
3395 {
3396         int len = 0;
3397         unsigned long i;
3398         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3399         int node;
3400
3401         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3402                         GFP_TEMPORARY))
3403                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3404
3405         /* Push back cpu slabs */
3406         flush_all(s);
3407
3408         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3409                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3410                 unsigned long flags;
3411                 struct page *page;
3412
3413                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3414                         continue;
3415
3416                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3417                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3418                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3419                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3420                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3421                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3422         }
3423
3424         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3425                 struct location *l = &t.loc[i];
3426
3427                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3428                         break;
3429                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3430
3431                 if (l->addr)
3432                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3433                 else
3434                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3435
3436                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3437                         unsigned long remainder;
3438
3439                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3440                         l->min_time,
3441                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3442                         l->max_time);
3443                 } else
3444                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3445                                 l->min_time);
3446
3447                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3448                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3449                                 l->min_pid, l->max_pid);
3450                 else
3451                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3452                                 l->min_pid);
3453
3454                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3455                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3456                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3457                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3458                                         l->cpus);
3459                 }
3460
3461                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3462                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3463                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3464                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3465                                         l->nodes);
3466                 }
3467
3468                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3469         }
3470
3471         free_loc_track(&t);
3472         if (!t.count)
3473                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3474         return len;
3475 }
3476
3477 enum slab_stat_type {
3478         SL_FULL,
3479         SL_PARTIAL,
3480         SL_CPU,
3481         SL_OBJECTS
3482 };
3483
3484 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3485 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3486 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3487 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3488
3489 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3490                         char *buf, unsigned long flags)
3491 {
3492         unsigned long total = 0;
3493         int cpu;
3494         int node;
3495         int x;
3496         unsigned long *nodes;
3497         unsigned long *per_cpu;
3498
3499         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3500         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3501
3502         for_each_possible_cpu(cpu) {
3503                 struct page *page;
3504                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3505
3506                 if (!c)
3507                         continue;
3508
3509                 page = c->page;
3510                 node = c->node;
3511                 if (node < 0)
3512                         continue;
3513                 if (page) {
3514                         if (flags & SO_CPU) {
3515                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3516                                         x = page->inuse;
3517                                 else
3518                                         x = 1;
3519                                 total += x;
3520                                 nodes[node] += x;
3521                         }
3522                         per_cpu[node]++;
3523                 }
3524         }
3525
3526         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3527                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3528
3529                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3530                         if (flags & SO_OBJECTS)
3531                                 x = count_partial(n);
3532                         else
3533                                 x = n->nr_partial;
3534                         total += x;
3535                         nodes[node] += x;
3536                 }
3537
3538                 if (flags & SO_FULL) {
3539                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3540                                         - per_cpu[node]
3541                                         - n->nr_partial;
3542
3543                         if (flags & SO_OBJECTS)
3544                                 x = full_slabs * s->objects;
3545                         else
3546                                 x = full_slabs;
3547                         total += x;
3548                         nodes[node] += x;
3549                 }
3550         }
3551
3552         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3553 #ifdef CONFIG_NUMA
3554         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3555                 if (nodes[node])
3556                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3557                                         node, nodes[node]);
3558 #endif
3559         kfree(nodes);
3560         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3561 }
3562
3563 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3564 {
3565         int node;
3566         int cpu;
3567
3568         for_each_possible_cpu(cpu) {
3569                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3570
3571                 if (c && c->page)
3572                         return 1;
3573         }
3574
3575         for_each_online_node(node) {
3576                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3577
3578                 if (!n)
3579                         continue;
3580
3581                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3582                         return 1;
3583         }
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3588 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3589
3590 struct slab_attribute {
3591         struct attribute attr;
3592         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3593         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3594 };
3595
3596 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3597         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3598
3599 #define SLAB_ATTR(_name) \
3600         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3601         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3602
3603 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3604 {
3605         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3606 }
3607 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3608
3609 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3610 {
3611         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3612 }
3613 SLAB_ATTR_RO(align);
3614
3615 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3616 {
3617         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3618 }
3619 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3620
3621 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3622 {
3623         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3624 }
3625 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3626
3627 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3628 {
3629         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3630 }
3631 SLAB_ATTR_RO(order);
3632
3633 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3634 {
3635         if (s->ctor) {
3636                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3637
3638                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3639         }
3640         return 0;
3641 }
3642 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3643
3644 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3645 {
3646         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3647 }
3648 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3649
3650 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3651 {
3652         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3653 }
3654 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3655
3656 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3657 {
3658         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3659 }
3660 SLAB_ATTR_RO(partial);
3661
3662 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3663 {
3664         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3665 }
3666 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3667
3668 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3669 {
3670         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3671 }
3672 SLAB_ATTR_RO(objects);
3673
3674 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3675 {
3676         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3677 }
3678
3679 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3680                                 const char *buf, size_t length)
3681 {
3682         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3683         if (buf[0] == '1')
3684                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3685         return length;
3686 }
3687 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3688
3689 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3690 {
3691         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3692 }
3693
3694 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3695                                                         size_t length)
3696 {
3697         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3698         if (buf[0] == '1')
3699                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3700         return length;
3701 }
3702 SLAB_ATTR(trace);
3703
3704 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3705 {
3706         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3707 }
3708
3709 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3710                                 const char *buf, size_t length)
3711 {
3712         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3713         if (buf[0] == '1')
3714                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3715         return length;
3716 }
3717 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3718
3719 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3720 {
3721         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3722 }
3723 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3724
3725 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3726 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3727 {
3728         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3729 }
3730 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3731 #endif
3732
3733 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3734 {
3735         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3736 }
3737 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3738
3739 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3740 {
3741         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3742 }
3743
3744 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3745                                 const char *buf, size_t length)
3746 {
3747         if (any_slab_objects(s))
3748                 return -EBUSY;
3749
3750         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3751         if (buf[0] == '1')
3752                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3753         calculate_sizes(s);
3754         return length;
3755 }
3756 SLAB_ATTR(red_zone);
3757
3758 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3759 {
3760         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3761 }
3762
3763 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3764                                 const char *buf, size_t length)
3765 {
3766         if (any_slab_objects(s))
3767                 return -EBUSY;
3768
3769         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3770         if (buf[0] == '1')
3771                 s->flags |= SLAB_POISON;
3772         calculate_sizes(s);
3773         return length;
3774 }
3775 SLAB_ATTR(poison);
3776
3777 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3778 {
3779         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3780 }
3781
3782 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3783                                 const char *buf, size_t length)
3784 {
3785         if (any_slab_objects(s))
3786                 return -EBUSY;
3787
3788         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3789         if (buf[0] == '1')
3790                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3791         calculate_sizes(s);
3792         return length;
3793 }
3794 SLAB_ATTR(store_user);
3795
3796 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3797 {
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3802                         const char *buf, size_t length)
3803 {
3804         int ret = -EINVAL;
3805
3806         if (buf[0] == '1') {
3807                 ret = validate_slab_cache(s);
3808                 if (ret >= 0)
3809                         ret = length;
3810         }
3811         return ret;
3812 }
3813 SLAB_ATTR(validate);
3814
3815 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3816 {
3817         return 0;
3818 }
3819
3820 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3821                         const char *buf, size_t length)
3822 {
3823         if (buf[0] == '1') {
3824                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3825
3826                 if (rc)
3827                         return rc;
3828         } else
3829                 return -EINVAL;
3830         return length;
3831 }
3832 SLAB_ATTR(shrink);
3833
3834 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3835 {
3836         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3837                 return -ENOSYS;
3838         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3839 }
3840 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3841
3842 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3843 {
3844         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3845                 return -ENOSYS;
3846         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3847 }
3848 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3849
3850 #ifdef CONFIG_NUMA
3851 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3852 {
3853         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3854 }
3855
3856 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3857                                 const char *buf, size_t length)
3858 {
3859         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3860
3861         if (n < 100)
3862                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3863         return length;
3864 }
3865 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3866 #endif
3867
3868 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3869         &slab_size_attr.attr,
3870         &object_size_attr.attr,
3871         &objs_per_slab_attr.attr,
3872         &order_attr.attr,
3873         &objects_attr.attr,
3874         &slabs_attr.attr,
3875         &partial_attr.attr,
3876         &cpu_slabs_attr.attr,
3877         &ctor_attr.attr,
3878         &aliases_attr.attr,
3879         &align_attr.attr,
3880         &sanity_checks_attr.attr,
3881         &trace_attr.attr,
3882         &hwcache_align_attr.attr,
3883         &reclaim_account_attr.attr,
3884         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3885         &red_zone_attr.attr,
3886         &poison_attr.attr,
3887         &store_user_attr.attr,
3888         &validate_attr.attr,
3889         &shrink_attr.attr,
3890         &alloc_calls_attr.attr,
3891         &free_calls_attr.attr,
3892 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3893         &cache_dma_attr.attr,
3894 #endif
3895 #ifdef CONFIG_NUMA
3896         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
3897 #endif
3898         NULL
3899 };
3900
3901 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3902         .attrs = slab_attrs,
3903 };
3904
3905 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3906                                 struct attribute *attr,
3907                                 char *buf)
3908 {
3909         struct slab_attribute *attribute;
3910         struct kmem_cache *s;
3911         int err;
3912
3913         attribute = to_slab_attr(attr);
3914         s = to_slab(kobj);
3915
3916         if (!attribute->show)
3917                 return -EIO;
3918
3919         err = attribute->show(s, buf);
3920
3921         return err;
3922 }
3923
3924 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3925                                 struct attribute *attr,
3926                                 const char *buf, size_t len)
3927 {
3928         struct slab_attribute *attribute;
3929         struct kmem_cache *s;
3930         int err;
3931
3932         attribute = to_slab_attr(attr);
3933         s = to_slab(kobj);
3934
3935         if (!attribute->store)
3936                 return -EIO;
3937
3938         err = attribute->store(s, buf, len);
3939
3940         return err;
3941 }
3942
3943 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
3944 {
3945         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
3946
3947         kfree(s);
3948 }
3949
3950 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3951         .show = slab_attr_show,
3952         .store = slab_attr_store,
3953 };
3954
3955 static struct kobj_type slab_ktype = {
3956         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3957         .release = kmem_cache_release
3958 };
3959
3960 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3961 {
3962         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3963
3964         if (ktype == &slab_ktype)
3965                 return 1;
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3970         .filter = uevent_filter,
3971 };
3972
3973 static struct kset *slab_kset;
3974
3975 #define ID_STR_LENGTH 64
3976
3977 /* Create a unique string id for a slab cache:
3978  * format
3979  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3980  */
3981 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3982 {
3983         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3984         char *p = name;
3985
3986         BUG_ON(!name);
3987
3988         *p++ = ':';
3989         /*
3990          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3991          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3992          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3993          * are matched during merging to guarantee that the id is
3994          * unique.
3995          */
3996         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3997                 *p++ = 'd';
3998         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3999                 *p++ = 'a';
4000         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
4001                 *p++ = 'F';
4002         if (p != name + 1)
4003                 *p++ = '-';
4004         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4005         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4006         return name;
4007 }
4008
4009 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4010 {
4011         int err;
4012         const char *name;
4013         int unmergeable;
4014
4015         if (slab_state < SYSFS)
4016                 /* Defer until later */
4017                 return 0;
4018
4019         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4020         if (unmergeable) {
4021                 /*
4022                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4023                  * This is typically the case for debug situations. In that
4024                  * case we can catch duplicate names easily.
4025                  */
4026                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, s->name);
4027                 name = s->name;
4028         } else {
4029                 /*
4030                  * Create a unique name for the slab as a target
4031                  * for the symlinks.
4032                  */
4033                 name = create_unique_id(s);
4034         }
4035
4036         s->kobj.kset = slab_kset;
4037         err = kobject_init_and_add(&s->kobj, &slab_ktype, NULL, name);
4038         if (err) {
4039                 kobject_put(&s->kobj);
4040                 return err;
4041         }
4042
4043         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4044         if (err)
4045                 return err;
4046         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4047         if (!unmergeable) {
4048                 /* Setup first alias */
4049                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4050                 kfree(name);
4051         }
4052         return 0;
4053 }
4054
4055 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4056 {
4057         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4058         kobject_del(&s->kobj);
4059         kobject_put(&s->kobj);
4060 }
4061
4062 /*
4063  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4064  * available lest we loose that information.
4065  */
4066 struct saved_alias {
4067         struct kmem_cache *s;
4068         const char *name;
4069         struct saved_alias *next;
4070 };
4071
4072 static struct saved_alias *alias_list;
4073
4074 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4075 {
4076         struct saved_alias *al;
4077
4078         if (slab_state == SYSFS) {
4079                 /*
4080                  * If we have a leftover link then remove it.
4081                  */
4082                 sysfs_remove_link(&slab_kset->kobj, name);
4083                 return sysfs_create_link(&slab_kset->kobj, &s->kobj, name);
4084         }
4085
4086         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4087         if (!al)
4088                 return -ENOMEM;
4089
4090         al->s = s;
4091         al->name = name;
4092         al->next = alias_list;
4093         alias_list = al;
4094         return 0;
4095 }
4096
4097 static int __init slab_sysfs_init(void)
4098 {
4099         struct kmem_cache *s;
4100         int err;
4101
4102         slab_kset = kset_create_and_add("slab", &slab_uevent_ops, kernel_kobj);
4103         if (!slab_kset) {
4104                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4105                 return -ENOSYS;
4106         }
4107
4108         slab_state = SYSFS;
4109
4110         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4111                 err = sysfs_slab_add(s);
4112                 if (err)
4113                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4114                                                 " to sysfs\n", s->name);
4115         }
4116
4117         while (alias_list) {
4118                 struct saved_alias *al = alias_list;
4119
4120                 alias_list = alias_list->next;
4121                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4122                 if (err)
4123                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4124                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4125                 kfree(al);
4126         }
4127
4128         resiliency_test();
4129         return 0;
4130 }
4131
4132 __initcall(slab_sysfs_init);
4133 #endif
4134
4135 /*
4136  * The /proc/slabinfo ABI
4137  */
4138 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4139
4140 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4141                        size_t count, loff_t *ppos)
4142 {
4143         return -EINVAL;
4144 }
4145
4146
4147 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4148 {
4149         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4150         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4151                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4152         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4153         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4154         seq_putc(m, '\n');
4155 }
4156
4157 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4158 {
4159         loff_t n = *pos;
4160
4161         down_read(&slub_lock);
4162         if (!n)
4163                 print_slabinfo_header(m);
4164
4165         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4166 }
4167
4168 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4169 {
4170         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4171 }
4172
4173 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4174 {
4175         up_read(&slub_lock);
4176 }
4177
4178 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4179 {
4180         unsigned long nr_partials = 0;
4181         unsigned long nr_slabs = 0;
4182         unsigned long nr_inuse = 0;
4183         unsigned long nr_objs;
4184         struct kmem_cache *s;
4185         int node;
4186
4187         s = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4188
4189         for_each_online_node(node) {
4190                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
4191
4192                 if (!n)
4193                         continue;
4194
4195                 nr_partials += n->nr_partial;
4196                 nr_slabs += atomic_long_read(&n->nr_slabs);
4197                 nr_inuse += count_partial(n);
4198         }
4199
4200         nr_objs = nr_slabs * s->objects;
4201         nr_inuse += (nr_slabs - nr_partials) * s->objects;
4202
4203         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d", s->name, nr_inuse,
4204                    nr_objs, s->size, s->objects, (1 << s->order));
4205         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u", 0, 0, 0);
4206         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu", nr_slabs, nr_slabs,
4207                    0UL);
4208         seq_putc(m, '\n');
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4213         .start = s_start,
4214         .next = s_next,
4215         .stop = s_stop,
4216         .show = s_show,
4217 };
4218
4219 #endif /* CONFIG_SLABINFO */