Avoid double memclear() in SLOB/SLUB
[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 2
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 #endif
252
253 /********************************************************************
254  *                      Core slab cache functions
255  *******************************************************************/
256
257 int slab_is_available(void)
258 {
259         return slab_state >= UP;
260 }
261
262 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
263 {
264 #ifdef CONFIG_NUMA
265         return s->node[node];
266 #else
267         return &s->local_node;
268 #endif
269 }
270
271 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SMP
274         return s->cpu_slab[cpu];
275 #else
276         return &s->cpu_slab;
277 #endif
278 }
279
280 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
281                                 struct page *page, const void *object)
282 {
283         void *base;
284
285         if (!object)
286                 return 1;
287
288         base = page_address(page);
289         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
290                 (object - base) % s->size) {
291                 return 0;
292         }
293
294         return 1;
295 }
296
297 /*
298  * Slow version of get and set free pointer.
299  *
300  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
301  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
302  * from the page struct.
303  */
304 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
305 {
306         return *(void **)(object + s->offset);
307 }
308
309 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
310 {
311         *(void **)(object + s->offset) = fp;
312 }
313
314 /* Loop over all objects in a slab */
315 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
316         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
317                         __p += (__s)->size)
318
319 /* Scan freelist */
320 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
321         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
322
323 /* Determine object index from a given position */
324 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
325 {
326         return (p - addr) / s->size;
327 }
328
329 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
330 /*
331  * Debug settings:
332  */
333 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
334 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
335 #else
336 static int slub_debug;
337 #endif
338
339 static char *slub_debug_slabs;
340
341 /*
342  * Object debugging
343  */
344 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
345 {
346         int i, offset;
347         int newline = 1;
348         char ascii[17];
349
350         ascii[16] = 0;
351
352         for (i = 0; i < length; i++) {
353                 if (newline) {
354                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
355                         newline = 0;
356                 }
357                 printk(" %02x", addr[i]);
358                 offset = i % 16;
359                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
360                 if (offset == 15) {
361                         printk(" %s\n",ascii);
362                         newline = 1;
363                 }
364         }
365         if (!newline) {
366                 i %= 16;
367                 while (i < 16) {
368                         printk("   ");
369                         ascii[i] = ' ';
370                         i++;
371                 }
372                 printk(" %s\n", ascii);
373         }
374 }
375
376 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
377         enum track_item alloc)
378 {
379         struct track *p;
380
381         if (s->offset)
382                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
383         else
384                 p = object + s->inuse;
385
386         return p + alloc;
387 }
388
389 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
390                                 enum track_item alloc, void *addr)
391 {
392         struct track *p;
393
394         if (s->offset)
395                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
396         else
397                 p = object + s->inuse;
398
399         p += alloc;
400         if (addr) {
401                 p->addr = addr;
402                 p->cpu = smp_processor_id();
403                 p->pid = current ? current->pid : -1;
404                 p->when = jiffies;
405         } else
406                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
407 }
408
409 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
410 {
411         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
412                 return;
413
414         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
415         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
416 }
417
418 static void print_track(const char *s, struct track *t)
419 {
420         if (!t->addr)
421                 return;
422
423         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
424         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
425         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
426 }
427
428 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
429 {
430         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
431                 return;
432
433         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
434         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
435 }
436
437 static void print_page_info(struct page *page)
438 {
439         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
440                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
441
442 }
443
444 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
445 {
446         va_list args;
447         char buf[100];
448
449         va_start(args, fmt);
450         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
451         va_end(args);
452         printk(KERN_ERR "========================================"
453                         "=====================================\n");
454         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
455         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
456                         "-------------------------------------\n\n");
457 }
458
459 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
468 }
469
470 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
471 {
472         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
473         u8 *addr = page_address(page);
474
475         print_tracking(s, p);
476
477         print_page_info(page);
478
479         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
480                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
481
482         if (p > addr + 16)
483                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
484
485         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
486
487         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
488                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
489                         s->inuse - s->objsize);
490
491         if (s->offset)
492                 off = s->offset + sizeof(void *);
493         else
494                 off = s->inuse;
495
496         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
497                 off += 2 * sizeof(struct track);
498
499         if (off != s->size)
500                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
501                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
502
503         dump_stack();
504 }
505
506 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
507                         u8 *object, char *reason)
508 {
509         slab_bug(s, reason);
510         print_trailer(s, page, object);
511 }
512
513 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
514 {
515         va_list args;
516         char buf[100];
517
518         va_start(args, fmt);
519         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
520         va_end(args);
521         slab_bug(s, fmt);
522         print_page_info(page);
523         dump_stack();
524 }
525
526 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
527 {
528         u8 *p = object;
529
530         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
531                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
532                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
533         }
534
535         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
536                 memset(p + s->objsize,
537                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
538                         s->inuse - s->objsize);
539 }
540
541 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
542 {
543         while (bytes) {
544                 if (*start != (u8)value)
545                         return start;
546                 start++;
547                 bytes--;
548         }
549         return NULL;
550 }
551
552 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
553                                                 void *from, void *to)
554 {
555         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
556         memset(from, data, to - from);
557 }
558
559 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
560                         u8 *object, char *what,
561                         u8* start, unsigned int value, unsigned int bytes)
562 {
563         u8 *fault;
564         u8 *end;
565
566         fault = check_bytes(start, value, bytes);
567         if (!fault)
568                 return 1;
569
570         end = start + bytes;
571         while (end > fault && end[-1] == value)
572                 end--;
573
574         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
575         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
576                                         fault, end - 1, fault[0], value);
577         print_trailer(s, page, object);
578
579         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
580         return 0;
581 }
582
583 /*
584  * Object layout:
585  *
586  * object address
587  *      Bytes of the object to be managed.
588  *      If the freepointer may overlay the object then the free
589  *      pointer is the first word of the object.
590  *
591  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
592  *      0xa5 (POISON_END)
593  *
594  * object + s->objsize
595  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
596  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
597  *      objsize == inuse.
598  *
599  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
600  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
601  *
602  * object + s->inuse
603  *      Meta data starts here.
604  *
605  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
606  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
607  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
608  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
609  *              before the word boundary.
610  *
611  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
612  *
613  * object + s->size
614  *      Nothing is used beyond s->size.
615  *
616  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
617  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
618  * may be used with merged slabcaches.
619  */
620
621 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
622 {
623         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
624
625         if (s->offset)
626                 /* Freepointer is placed after the object. */
627                 off += sizeof(void *);
628
629         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
630                 /* We also have user information there */
631                 off += 2 * sizeof(struct track);
632
633         if (s->size == off)
634                 return 1;
635
636         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
637                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
638 }
639
640 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
641 {
642         u8 *start;
643         u8 *fault;
644         u8 *end;
645         int length;
646         int remainder;
647
648         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
649                 return 1;
650
651         start = page_address(page);
652         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
653         length = s->objects * s->size;
654         remainder = end - (start + length);
655         if (!remainder)
656                 return 1;
657
658         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
659         if (!fault)
660                 return 1;
661         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
662                 end--;
663
664         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
665         print_section("Padding", start, length);
666
667         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
668         return 0;
669 }
670
671 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
672                                         void *object, int active)
673 {
674         u8 *p = object;
675         u8 *endobject = object + s->objsize;
676
677         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
678                 unsigned int red =
679                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
680
681                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
682                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
683                         return 0;
684         } else {
685                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
686                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
687                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
688         }
689
690         if (s->flags & SLAB_POISON) {
691                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
692                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
693                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
694                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
695                                 p + s->objsize -1, POISON_END, 1)))
696                         return 0;
697                 /*
698                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
699                  */
700                 check_pad_bytes(s, page, p);
701         }
702
703         if (!s->offset && active)
704                 /*
705                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
706                  * freepointer while object is allocated.
707                  */
708                 return 1;
709
710         /* Check free pointer validity */
711         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
712                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
713                 /*
714                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
715                  * of the free objects in this slab. May cause
716                  * another error because the object count is now wrong.
717                  */
718                 set_freepointer(s, p, NULL);
719                 return 0;
720         }
721         return 1;
722 }
723
724 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
725 {
726         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
727
728         if (!PageSlab(page)) {
729                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
730                 return 0;
731         }
732         if (page->inuse > s->objects) {
733                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
734                         s->name, page->inuse, s->objects);
735                 return 0;
736         }
737         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
738         slab_pad_check(s, page);
739         return 1;
740 }
741
742 /*
743  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
744  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
745  */
746 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
747 {
748         int nr = 0;
749         void *fp = page->freelist;
750         void *object = NULL;
751
752         while (fp && nr <= s->objects) {
753                 if (fp == search)
754                         return 1;
755                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
756                         if (object) {
757                                 object_err(s, page, object,
758                                         "Freechain corrupt");
759                                 set_freepointer(s, object, NULL);
760                                 break;
761                         } else {
762                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
763                                 page->freelist = NULL;
764                                 page->inuse = s->objects;
765                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
766                                 return 0;
767                         }
768                         break;
769                 }
770                 object = fp;
771                 fp = get_freepointer(s, object);
772                 nr++;
773         }
774
775         if (page->inuse != s->objects - nr) {
776                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
777                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
778                 page->inuse = s->objects - nr;
779                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
780         }
781         return search == NULL;
782 }
783
784 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
785 {
786         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
787                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
788                         s->name,
789                         alloc ? "alloc" : "free",
790                         object, page->inuse,
791                         page->freelist);
792
793                 if (!alloc)
794                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
795
796                 dump_stack();
797         }
798 }
799
800 /*
801  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
802  */
803 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
804 {
805         spin_lock(&n->list_lock);
806         list_add(&page->lru, &n->full);
807         spin_unlock(&n->list_lock);
808 }
809
810 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
811 {
812         struct kmem_cache_node *n;
813
814         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
815                 return;
816
817         n = get_node(s, page_to_nid(page));
818
819         spin_lock(&n->list_lock);
820         list_del(&page->lru);
821         spin_unlock(&n->list_lock);
822 }
823
824 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
825                                                                 void *object)
826 {
827         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
828                 return;
829
830         init_object(s, object, 0);
831         init_tracking(s, object);
832 }
833
834 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
835                                                 void *object, void *addr)
836 {
837         if (!check_slab(s, page))
838                 goto bad;
839
840         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
841                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
842                 goto bad;
843         }
844
845         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
846                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
847                 goto bad;
848         }
849
850         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
851                 goto bad;
852
853         /* Success perform special debug activities for allocs */
854         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
855                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
856         trace(s, page, object, 1);
857         init_object(s, object, 1);
858         return 1;
859
860 bad:
861         if (PageSlab(page)) {
862                 /*
863                  * If this is a slab page then lets do the best we can
864                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
865                  * as used avoids touching the remaining objects.
866                  */
867                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
868                 page->inuse = s->objects;
869                 page->freelist = NULL;
870         }
871         return 0;
872 }
873
874 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
875                                                 void *object, void *addr)
876 {
877         if (!check_slab(s, page))
878                 goto fail;
879
880         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
881                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
882                 goto fail;
883         }
884
885         if (on_freelist(s, page, object)) {
886                 object_err(s, page, object, "Object already free");
887                 goto fail;
888         }
889
890         if (!check_object(s, page, object, 1))
891                 return 0;
892
893         if (unlikely(s != page->slab)) {
894                 if (!PageSlab(page))
895                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
896                                 "outside of slab", object);
897                 else
898                 if (!page->slab) {
899                         printk(KERN_ERR
900                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
901                                                 object);
902                         dump_stack();
903                 }
904                 else
905                         object_err(s, page, object,
906                                         "page slab pointer corrupt.");
907                 goto fail;
908         }
909
910         /* Special debug activities for freeing objects */
911         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
912                 remove_full(s, page);
913         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
914                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
915         trace(s, page, object, 0);
916         init_object(s, object, 0);
917         return 1;
918
919 fail:
920         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
921         return 0;
922 }
923
924 static int __init setup_slub_debug(char *str)
925 {
926         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
927         if (*str++ != '=' || !*str)
928                 /*
929                  * No options specified. Switch on full debugging.
930                  */
931                 goto out;
932
933         if (*str == ',')
934                 /*
935                  * No options but restriction on slabs. This means full
936                  * debugging for slabs matching a pattern.
937                  */
938                 goto check_slabs;
939
940         slub_debug = 0;
941         if (*str == '-')
942                 /*
943                  * Switch off all debugging measures.
944                  */
945                 goto out;
946
947         /*
948          * Determine which debug features should be switched on
949          */
950         for ( ;*str && *str != ','; str++) {
951                 switch (tolower(*str)) {
952                 case 'f':
953                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
954                         break;
955                 case 'z':
956                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
957                         break;
958                 case 'p':
959                         slub_debug |= SLAB_POISON;
960                         break;
961                 case 'u':
962                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
963                         break;
964                 case 't':
965                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
966                         break;
967                 default:
968                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
969                                 "unknown. skipped\n",*str);
970                 }
971         }
972
973 check_slabs:
974         if (*str == ',')
975                 slub_debug_slabs = str + 1;
976 out:
977         return 1;
978 }
979
980 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
981
982 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
983         unsigned long flags, const char *name,
984         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
985 {
986         /*
987          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
988          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
989          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
990          * object anymore.
991          *
992          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
993          * the limit is 512k.
994          *
995          * Debugging or ctor may create a need to move the free
996          * pointer. Fail if this happens.
997          */
998         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
999                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1000                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1001                 BUG_ON(ctor);
1002         } else {
1003                 /*
1004                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1005                  */
1006                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1007                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1008                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1009                                 flags |= slub_debug;
1010         }
1011
1012         return flags;
1013 }
1014 #else
1015 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1016                         struct page *page, void *object) {}
1017
1018 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1019         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1020
1021 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1022         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1023
1024 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1025                         { return 1; }
1026 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1027                         void *object, int active) { return 1; }
1028 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1029 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1030         unsigned long flags, const char *name,
1031         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1032 {
1033         return flags;
1034 }
1035 #define slub_debug 0
1036 #endif
1037 /*
1038  * Slab allocation and freeing
1039  */
1040 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1041 {
1042         struct page * page;
1043         int pages = 1 << s->order;
1044
1045         if (s->order)
1046                 flags |= __GFP_COMP;
1047
1048         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1049                 flags |= SLUB_DMA;
1050
1051         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1052                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1053
1054         if (node == -1)
1055                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1056         else
1057                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1058
1059         if (!page)
1060                 return NULL;
1061
1062         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1063                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1064                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1065                 pages);
1066
1067         return page;
1068 }
1069
1070 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1071                                 void *object)
1072 {
1073         setup_object_debug(s, page, object);
1074         if (unlikely(s->ctor))
1075                 s->ctor(s, object);
1076 }
1077
1078 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1079 {
1080         struct page *page;
1081         struct kmem_cache_node *n;
1082         void *start;
1083         void *last;
1084         void *p;
1085
1086         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1087
1088         page = allocate_slab(s,
1089                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1090         if (!page)
1091                 goto out;
1092
1093         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1094         if (n)
1095                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1096         page->slab = s;
1097         page->flags |= 1 << PG_slab;
1098         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1099                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1100                 SetSlabDebug(page);
1101
1102         start = page_address(page);
1103
1104         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1105                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1106
1107         last = start;
1108         for_each_object(p, s, start) {
1109                 setup_object(s, page, last);
1110                 set_freepointer(s, last, p);
1111                 last = p;
1112         }
1113         setup_object(s, page, last);
1114         set_freepointer(s, last, NULL);
1115
1116         page->freelist = start;
1117         page->inuse = 0;
1118 out:
1119         return page;
1120 }
1121
1122 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1123 {
1124         int pages = 1 << s->order;
1125
1126         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1127                 void *p;
1128
1129                 slab_pad_check(s, page);
1130                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1131                         check_object(s, page, p, 0);
1132                 ClearSlabDebug(page);
1133         }
1134
1135         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1136                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1137                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1138                 - pages);
1139
1140         __free_pages(page, s->order);
1141 }
1142
1143 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1144 {
1145         struct page *page;
1146
1147         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1148         __free_slab(page->slab, page);
1149 }
1150
1151 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1152 {
1153         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1154                 /*
1155                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1156                  */
1157                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1158
1159                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1160         } else
1161                 __free_slab(s, page);
1162 }
1163
1164 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1165 {
1166         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1167
1168         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1169         reset_page_mapcount(page);
1170         __ClearPageSlab(page);
1171         free_slab(s, page);
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Per slab locking using the pagelock
1176  */
1177 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1178 {
1179         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1180 }
1181
1182 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1183 {
1184         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1185 }
1186
1187 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1188 {
1189         int rc = 1;
1190
1191         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1192         return rc;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Management of partially allocated slabs
1197  */
1198 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1199 {
1200         spin_lock(&n->list_lock);
1201         n->nr_partial++;
1202         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1203         spin_unlock(&n->list_lock);
1204 }
1205
1206 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1207 {
1208         spin_lock(&n->list_lock);
1209         n->nr_partial++;
1210         list_add(&page->lru, &n->partial);
1211         spin_unlock(&n->list_lock);
1212 }
1213
1214 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1215                                                 struct page *page)
1216 {
1217         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1218
1219         spin_lock(&n->list_lock);
1220         list_del(&page->lru);
1221         n->nr_partial--;
1222         spin_unlock(&n->list_lock);
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Lock slab and remove from the partial list.
1227  *
1228  * Must hold list_lock.
1229  */
1230 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1231 {
1232         if (slab_trylock(page)) {
1233                 list_del(&page->lru);
1234                 n->nr_partial--;
1235                 SetSlabFrozen(page);
1236                 return 1;
1237         }
1238         return 0;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1243  */
1244 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1245 {
1246         struct page *page;
1247
1248         /*
1249          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1250          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1251          * partial slab and there is none available then get_partials()
1252          * will return NULL.
1253          */
1254         if (!n || !n->nr_partial)
1255                 return NULL;
1256
1257         spin_lock(&n->list_lock);
1258         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1259                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1260                         goto out;
1261         page = NULL;
1262 out:
1263         spin_unlock(&n->list_lock);
1264         return page;
1265 }
1266
1267 /*
1268  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1269  */
1270 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1271 {
1272 #ifdef CONFIG_NUMA
1273         struct zonelist *zonelist;
1274         struct zone **z;
1275         struct page *page;
1276
1277         /*
1278          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1279          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1280          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1281          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1282          *
1283          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1284          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1285          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1286          * from other nodes and filled up.
1287          *
1288          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1289          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1290          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1291          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1292          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1293          * with available objects.
1294          */
1295         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1296                 return NULL;
1297
1298         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1299                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1300         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1301                 struct kmem_cache_node *n;
1302
1303                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1304
1305                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1306                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1307                         page = get_partial_node(n);
1308                         if (page)
1309                                 return page;
1310                 }
1311         }
1312 #endif
1313         return NULL;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Get a partial page, lock it and return it.
1318  */
1319 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1320 {
1321         struct page *page;
1322         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1323
1324         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1325         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1326                 return page;
1327
1328         return get_any_partial(s, flags);
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Move a page back to the lists.
1333  *
1334  * Must be called with the slab lock held.
1335  *
1336  * On exit the slab lock will have been dropped.
1337  */
1338 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1339 {
1340         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1341
1342         ClearSlabFrozen(page);
1343         if (page->inuse) {
1344
1345                 if (page->freelist)
1346                         add_partial(n, page);
1347                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1348                         add_full(n, page);
1349                 slab_unlock(page);
1350
1351         } else {
1352                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1353                         /*
1354                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1355                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1356                          * to come after the other slabs with objects in
1357                          * order to fill them up. That way the size of the
1358                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1359                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1360                          */
1361                         add_partial_tail(n, page);
1362                         slab_unlock(page);
1363                 } else {
1364                         slab_unlock(page);
1365                         discard_slab(s, page);
1366                 }
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Remove the cpu slab
1372  */
1373 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1374 {
1375         struct page *page = c->page;
1376         /*
1377          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1378          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1379          * to occur.
1380          */
1381         while (unlikely(c->freelist)) {
1382                 void **object;
1383
1384                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1385                 object = c->freelist;
1386                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1387
1388                 /* And put onto the regular freelist */
1389                 object[c->offset] = page->freelist;
1390                 page->freelist = object;
1391                 page->inuse--;
1392         }
1393         c->page = NULL;
1394         unfreeze_slab(s, page);
1395 }
1396
1397 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1398 {
1399         slab_lock(c->page);
1400         deactivate_slab(s, c);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Flush cpu slab.
1405  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1406  */
1407 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1408 {
1409         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1410
1411         if (likely(c && c->page))
1412                 flush_slab(s, c);
1413 }
1414
1415 static void flush_cpu_slab(void *d)
1416 {
1417         struct kmem_cache *s = d;
1418
1419         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1420 }
1421
1422 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1423 {
1424 #ifdef CONFIG_SMP
1425         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1426 #else
1427         unsigned long flags;
1428
1429         local_irq_save(flags);
1430         flush_cpu_slab(s);
1431         local_irq_restore(flags);
1432 #endif
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1437  * locality expectations.
1438  */
1439 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1440 {
1441 #ifdef CONFIG_NUMA
1442         if (node != -1 && c->node != node)
1443                 return 0;
1444 #endif
1445         return 1;
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1450  * debugging duties.
1451  *
1452  * Interrupts are disabled.
1453  *
1454  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1455  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1456  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1457  *
1458  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1459  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1460  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1461  *
1462  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1463  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1464  */
1465 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1466                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1467 {
1468         void **object;
1469         struct page *new;
1470
1471         /* We handle __GFP_ZERO in the caller */
1472         gfpflags &= ~__GFP_ZERO;
1473
1474         if (!c->page)
1475                 goto new_slab;
1476
1477         slab_lock(c->page);
1478         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1479                 goto another_slab;
1480 load_freelist:
1481         object = c->page->freelist;
1482         if (unlikely(!object))
1483                 goto another_slab;
1484         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1485                 goto debug;
1486
1487         object = c->page->freelist;
1488         c->freelist = object[c->offset];
1489         c->page->inuse = s->objects;
1490         c->page->freelist = NULL;
1491         c->node = page_to_nid(c->page);
1492         slab_unlock(c->page);
1493         return object;
1494
1495 another_slab:
1496         deactivate_slab(s, c);
1497
1498 new_slab:
1499         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1500         if (new) {
1501                 c->page = new;
1502                 goto load_freelist;
1503         }
1504
1505         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1506                 local_irq_enable();
1507
1508         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1509
1510         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1511                 local_irq_disable();
1512
1513         if (new) {
1514                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1515                 if (c->page)
1516                         flush_slab(s, c);
1517                 slab_lock(new);
1518                 SetSlabFrozen(new);
1519                 c->page = new;
1520                 goto load_freelist;
1521         }
1522         return NULL;
1523 debug:
1524         object = c->page->freelist;
1525         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1526                 goto another_slab;
1527
1528         c->page->inuse++;
1529         c->page->freelist = object[c->offset];
1530         c->node = -1;
1531         slab_unlock(c->page);
1532         return object;
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1537  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1538  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1539  *
1540  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1541  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1542  *
1543  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1544  */
1545 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1546                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1547 {
1548         void **object;
1549         unsigned long flags;
1550         struct kmem_cache_cpu *c;
1551
1552         local_irq_save(flags);
1553         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1554         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1555
1556                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1557
1558         else {
1559                 object = c->freelist;
1560                 c->freelist = object[c->offset];
1561         }
1562         local_irq_restore(flags);
1563
1564         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1565                 memset(object, 0, c->objsize);
1566
1567         return object;
1568 }
1569
1570 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1571 {
1572         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1573 }
1574 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1575
1576 #ifdef CONFIG_NUMA
1577 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1578 {
1579         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1580 }
1581 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1582 #endif
1583
1584 /*
1585  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1586  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1587  *
1588  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1589  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1590  * handling required then we can return immediately.
1591  */
1592 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1593                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1594 {
1595         void *prior;
1596         void **object = (void *)x;
1597
1598         slab_lock(page);
1599
1600         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1601                 goto debug;
1602 checks_ok:
1603         prior = object[offset] = page->freelist;
1604         page->freelist = object;
1605         page->inuse--;
1606
1607         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1608                 goto out_unlock;
1609
1610         if (unlikely(!page->inuse))
1611                 goto slab_empty;
1612
1613         /*
1614          * Objects left in the slab. If it
1615          * was not on the partial list before
1616          * then add it.
1617          */
1618         if (unlikely(!prior))
1619                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1620
1621 out_unlock:
1622         slab_unlock(page);
1623         return;
1624
1625 slab_empty:
1626         if (prior)
1627                 /*
1628                  * Slab still on the partial list.
1629                  */
1630                 remove_partial(s, page);
1631
1632         slab_unlock(page);
1633         discard_slab(s, page);
1634         return;
1635
1636 debug:
1637         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1638                 goto out_unlock;
1639         goto checks_ok;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1644  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1645  *
1646  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1647  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1648  * the item before.
1649  *
1650  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1651  * with all sorts of special processing.
1652  */
1653 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1654                         struct page *page, void *x, void *addr)
1655 {
1656         void **object = (void *)x;
1657         unsigned long flags;
1658         struct kmem_cache_cpu *c;
1659
1660         local_irq_save(flags);
1661         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1662         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1663         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1664                 object[c->offset] = c->freelist;
1665                 c->freelist = object;
1666         } else
1667                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1668
1669         local_irq_restore(flags);
1670 }
1671
1672 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1673 {
1674         struct page *page;
1675
1676         page = virt_to_head_page(x);
1677
1678         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1679 }
1680 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1681
1682 /* Figure out on which slab object the object resides */
1683 static struct page *get_object_page(const void *x)
1684 {
1685         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1686
1687         if (!PageSlab(page))
1688                 return NULL;
1689
1690         return page;
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1695  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1696  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1697  * another.
1698  *
1699  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1700  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1701  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1702  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1703  * locking overhead.
1704  */
1705
1706 /*
1707  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1708  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1709  * and increases the number of allocations possible without having to
1710  * take the list_lock.
1711  */
1712 static int slub_min_order;
1713 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1714 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1715
1716 /*
1717  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1718  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1719  */
1720 static int slub_nomerge;
1721
1722 /*
1723  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1724  *
1725  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1726  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1727  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1728  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1729  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1730  * would be wasted.
1731  *
1732  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1733  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1734  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1735  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1736  *
1737  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1738  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1739  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1740  * of space in favor of a small page order.
1741  *
1742  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1743  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1744  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1745  * the smallest order which will fit the object.
1746  */
1747 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1748                                 int max_order, int fract_leftover)
1749 {
1750         int order;
1751         int rem;
1752         int min_order = slub_min_order;
1753
1754         for (order = max(min_order,
1755                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1756                         order <= max_order; order++) {
1757
1758                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1759
1760                 if (slab_size < min_objects * size)
1761                         continue;
1762
1763                 rem = slab_size % size;
1764
1765                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1766                         break;
1767
1768         }
1769
1770         return order;
1771 }
1772
1773 static inline int calculate_order(int size)
1774 {
1775         int order;
1776         int min_objects;
1777         int fraction;
1778
1779         /*
1780          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1781          * works by first attempting to generate a layout with
1782          * the best configuration and backing off gradually.
1783          *
1784          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1785          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1786          */
1787         min_objects = slub_min_objects;
1788         while (min_objects > 1) {
1789                 fraction = 8;
1790                 while (fraction >= 4) {
1791                         order = slab_order(size, min_objects,
1792                                                 slub_max_order, fraction);
1793                         if (order <= slub_max_order)
1794                                 return order;
1795                         fraction /= 2;
1796                 }
1797                 min_objects /= 2;
1798         }
1799
1800         /*
1801          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1802          * lets see if we can place a single object there.
1803          */
1804         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1805         if (order <= slub_max_order)
1806                 return order;
1807
1808         /*
1809          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1810          */
1811         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1812         if (order <= MAX_ORDER)
1813                 return order;
1814         return -ENOSYS;
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1819  */
1820 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1821                 unsigned long align, unsigned long size)
1822 {
1823         /*
1824          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1825          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1826          * large.
1827          *
1828          * The hardware cache alignment cannot override the
1829          * specified alignment though. If that is greater
1830          * then use it.
1831          */
1832         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1833                         size > cache_line_size() / 2)
1834                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1835
1836         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1837                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1838
1839         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1840 }
1841
1842 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1843                         struct kmem_cache_cpu *c)
1844 {
1845         c->page = NULL;
1846         c->freelist = NULL;
1847         c->node = 0;
1848         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1849         c->objsize = s->objsize;
1850 }
1851
1852 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1853 {
1854         n->nr_partial = 0;
1855         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1856         spin_lock_init(&n->list_lock);
1857         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1858 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1859         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1860 #endif
1861 }
1862
1863 #ifdef CONFIG_SMP
1864 /*
1865  * Per cpu array for per cpu structures.
1866  *
1867  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1868  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1869  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1870  * beneficial for the kmalloc caches.
1871  *
1872  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1873  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1874  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1875  *
1876  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1877  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1878  */
1879 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1880
1881 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1882                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1883
1884 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1885 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1886
1887 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1888                                                         int cpu, gfp_t flags)
1889 {
1890         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1891
1892         if (c)
1893                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1894                                 (void *)c->freelist;
1895         else {
1896                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1897                 c = kmalloc_node(
1898                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1899                         flags, cpu_to_node(cpu));
1900                 if (!c)
1901                         return NULL;
1902         }
1903
1904         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1905         return c;
1906 }
1907
1908 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1909 {
1910         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1911                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1912                 kfree(c);
1913                 return;
1914         }
1915         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1916         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1917 }
1918
1919 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1920 {
1921         int cpu;
1922
1923         for_each_online_cpu(cpu) {
1924                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1925
1926                 if (c) {
1927                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1928                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1929                 }
1930         }
1931 }
1932
1933 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1934 {
1935         int cpu;
1936
1937         for_each_online_cpu(cpu) {
1938                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1939
1940                 if (c)
1941                         continue;
1942
1943                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1944                 if (!c) {
1945                         free_kmem_cache_cpus(s);
1946                         return 0;
1947                 }
1948                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1949         }
1950         return 1;
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Initialize the per cpu array.
1955  */
1956 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1957 {
1958         int i;
1959
1960         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1961                 return;
1962
1963         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1964                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1965
1966         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1967 }
1968
1969 static void __init init_alloc_cpu(void)
1970 {
1971         int cpu;
1972
1973         for_each_online_cpu(cpu)
1974                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1975   }
1976
1977 #else
1978 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1979 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1980
1981 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1982 {
1983         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
1984         return 1;
1985 }
1986 #endif
1987
1988 #ifdef CONFIG_NUMA
1989 /*
1990  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1991  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1992  * possible.
1993  *
1994  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1995  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
1996  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
1997  */
1998 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1999                                                            int node)
2000 {
2001         struct page *page;
2002         struct kmem_cache_node *n;
2003
2004         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2005
2006         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2007
2008         BUG_ON(!page);
2009         if (page_to_nid(page) != node) {
2010                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2011                                 "node %d\n", node);
2012                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2013                                 "in order to be able to continue\n");
2014         }
2015
2016         n = page->freelist;
2017         BUG_ON(!n);
2018         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2019         page->inuse++;
2020         kmalloc_caches->node[node] = n;
2021 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2022         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2023         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2024 #endif
2025         init_kmem_cache_node(n);
2026         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2027         add_partial(n, page);
2028         return n;
2029 }
2030
2031 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2032 {
2033         int node;
2034
2035         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2036                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2037                 if (n && n != &s->local_node)
2038                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2039                 s->node[node] = NULL;
2040         }
2041 }
2042
2043 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2044 {
2045         int node;
2046         int local_node;
2047
2048         if (slab_state >= UP)
2049                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2050         else
2051                 local_node = 0;
2052
2053         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2054                 struct kmem_cache_node *n;
2055
2056                 if (local_node == node)
2057                         n = &s->local_node;
2058                 else {
2059                         if (slab_state == DOWN) {
2060                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2061                                                                 node);
2062                                 continue;
2063                         }
2064                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2065                                                         gfpflags, node);
2066
2067                         if (!n) {
2068                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2069                                 return 0;
2070                         }
2071
2072                 }
2073                 s->node[node] = n;
2074                 init_kmem_cache_node(n);
2075         }
2076         return 1;
2077 }
2078 #else
2079 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2080 {
2081 }
2082
2083 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2084 {
2085         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2086         return 1;
2087 }
2088 #endif
2089
2090 /*
2091  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2092  * a slab object.
2093  */
2094 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2095 {
2096         unsigned long flags = s->flags;
2097         unsigned long size = s->objsize;
2098         unsigned long align = s->align;
2099
2100         /*
2101          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2102          * the slab may touch the object after free or before allocation
2103          * then we should never poison the object itself.
2104          */
2105         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2106                         !s->ctor)
2107                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2108         else
2109                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2110
2111         /*
2112          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2113          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2114          * the possible location of the free pointer.
2115          */
2116         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2117
2118 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2119         /*
2120          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2121          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2122          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2123          */
2124         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2125                 size += sizeof(void *);
2126 #endif
2127
2128         /*
2129          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2130          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2131          */
2132         s->inuse = size;
2133
2134         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2135                 s->ctor)) {
2136                 /*
2137                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2138                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2139                  * kmem_cache_free.
2140                  *
2141                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2142                  * destructor or are poisoning the objects.
2143                  */
2144                 s->offset = size;
2145                 size += sizeof(void *);
2146         }
2147
2148 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2149         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2150                 /*
2151                  * Need to store information about allocs and frees after
2152                  * the object.
2153                  */
2154                 size += 2 * sizeof(struct track);
2155
2156         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2157                 /*
2158                  * Add some empty padding so that we can catch
2159                  * overwrites from earlier objects rather than let
2160                  * tracking information or the free pointer be
2161                  * corrupted if an user writes before the start
2162                  * of the object.
2163                  */
2164                 size += sizeof(void *);
2165 #endif
2166
2167         /*
2168          * Determine the alignment based on various parameters that the
2169          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2170          * on bootup.
2171          */
2172         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2173
2174         /*
2175          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2176          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2177          * each object to conform to the alignment.
2178          */
2179         size = ALIGN(size, align);
2180         s->size = size;
2181
2182         s->order = calculate_order(size);
2183         if (s->order < 0)
2184                 return 0;
2185
2186         /*
2187          * Determine the number of objects per slab
2188          */
2189         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2190
2191         return !!s->objects;
2192
2193 }
2194
2195 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2196                 const char *name, size_t size,
2197                 size_t align, unsigned long flags,
2198                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2199 {
2200         memset(s, 0, kmem_size);
2201         s->name = name;
2202         s->ctor = ctor;
2203         s->objsize = size;
2204         s->align = align;
2205         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2206
2207         if (!calculate_sizes(s))
2208                 goto error;
2209
2210         s->refcount = 1;
2211 #ifdef CONFIG_NUMA
2212         s->defrag_ratio = 100;
2213 #endif
2214         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2215                 goto error;
2216
2217         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2218                 return 1;
2219         free_kmem_cache_nodes(s);
2220 error:
2221         if (flags & SLAB_PANIC)
2222                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2223                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2224                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2225                         s->offset, flags);
2226         return 0;
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Check if a given pointer is valid
2231  */
2232 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2233 {
2234         struct page * page;
2235
2236         page = get_object_page(object);
2237
2238         if (!page || s != page->slab)
2239                 /* No slab or wrong slab */
2240                 return 0;
2241
2242         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2243                 return 0;
2244
2245         /*
2246          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2247          * But this would be too expensive and it seems that the main
2248          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2249          * to a certain slab.
2250          */
2251         return 1;
2252 }
2253 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2254
2255 /*
2256  * Determine the size of a slab object
2257  */
2258 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2259 {
2260         return s->objsize;
2261 }
2262 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2263
2264 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2265 {
2266         return s->name;
2267 }
2268 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2269
2270 /*
2271  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2272  * were unable to free.
2273  */
2274 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2275                         struct list_head *list)
2276 {
2277         int slabs_inuse = 0;
2278         unsigned long flags;
2279         struct page *page, *h;
2280
2281         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2282         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2283                 if (!page->inuse) {
2284                         list_del(&page->lru);
2285                         discard_slab(s, page);
2286                 } else
2287                         slabs_inuse++;
2288         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2289         return slabs_inuse;
2290 }
2291
2292 /*
2293  * Release all resources used by a slab cache.
2294  */
2295 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2296 {
2297         int node;
2298
2299         flush_all(s);
2300
2301         /* Attempt to free all objects */
2302         free_kmem_cache_cpus(s);
2303         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2304                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2305
2306                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2307                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2308                         return 1;
2309         }
2310         free_kmem_cache_nodes(s);
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2316  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2317  */
2318 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2319 {
2320         down_write(&slub_lock);
2321         s->refcount--;
2322         if (!s->refcount) {
2323                 list_del(&s->list);
2324                 up_write(&slub_lock);
2325                 if (kmem_cache_close(s))
2326                         WARN_ON(1);
2327                 sysfs_slab_remove(s);
2328                 kfree(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 /*
2612  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2613  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2614  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2615  * and thus they can be removed from the partial lists.
2616  *
2617  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2618  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2619  * are freed in them.
2620  */
2621 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2622 {
2623         int node;
2624         int i;
2625         struct kmem_cache_node *n;
2626         struct page *page;
2627         struct page *t;
2628         struct list_head *slabs_by_inuse =
2629                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2630         unsigned long flags;
2631
2632         if (!slabs_by_inuse)
2633                 return -ENOMEM;
2634
2635         flush_all(s);
2636         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2637                 n = get_node(s, node);
2638
2639                 if (!n->nr_partial)
2640                         continue;
2641
2642                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2643                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2644
2645                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2646
2647                 /*
2648                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2649                  *
2650                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2651                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2652                  */
2653                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2654                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2655                                 /*
2656                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2657                                  * may have freed the last object and be
2658                                  * waiting to release the slab.
2659                                  */
2660                                 list_del(&page->lru);
2661                                 n->nr_partial--;
2662                                 slab_unlock(page);
2663                                 discard_slab(s, page);
2664                         } else {
2665                                 list_move(&page->lru,
2666                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2667                         }
2668                 }
2669
2670                 /*
2671                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2672                  * first and the least used slabs at the end.
2673                  */
2674                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2675                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2676
2677                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2678         }
2679
2680         kfree(slabs_by_inuse);
2681         return 0;
2682 }
2683 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2684
2685 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2686 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2687 {
2688         struct kmem_cache *s;
2689
2690         down_read(&slub_lock);
2691         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2692                 kmem_cache_shrink(s);
2693         up_read(&slub_lock);
2694
2695         return 0;
2696 }
2697
2698 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2699 {
2700         struct kmem_cache_node *n;
2701         struct kmem_cache *s;
2702         struct memory_notify *marg = arg;
2703         int offline_node;
2704
2705         offline_node = marg->status_change_nid;
2706
2707         /*
2708          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2709          * for it yet.
2710          */
2711         if (offline_node < 0)
2712                 return;
2713
2714         down_read(&slub_lock);
2715         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2716                 n = get_node(s, offline_node);
2717                 if (n) {
2718                         /*
2719                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2720                          * that is going down. We were unable to free them,
2721                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2722                          * callback. So, we must fail.
2723                          */
2724                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2725
2726                         s->node[offline_node] = NULL;
2727                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2728                 }
2729         }
2730         up_read(&slub_lock);
2731 }
2732
2733 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2734 {
2735         struct kmem_cache_node *n;
2736         struct kmem_cache *s;
2737         struct memory_notify *marg = arg;
2738         int nid = marg->status_change_nid;
2739         int ret = 0;
2740
2741         /*
2742          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2743          * already created. Nothing to do.
2744          */
2745         if (nid < 0)
2746                 return 0;
2747
2748         /*
2749          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2750          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2751          * online.
2752          */
2753         down_read(&slub_lock);
2754         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2755                 /*
2756                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2757                  *      since memory is not yet available from the node that
2758                  *      is brought up.
2759                  */
2760                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2761                 if (!n) {
2762                         ret = -ENOMEM;
2763                         goto out;
2764                 }
2765                 init_kmem_cache_node(n);
2766                 s->node[nid] = n;
2767         }
2768 out:
2769         up_read(&slub_lock);
2770         return ret;
2771 }
2772
2773 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2774                                 unsigned long action, void *arg)
2775 {
2776         int ret = 0;
2777
2778         switch (action) {
2779         case MEM_GOING_ONLINE:
2780                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2781                 break;
2782         case MEM_GOING_OFFLINE:
2783                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2784                 break;
2785         case MEM_OFFLINE:
2786         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2787                 slab_mem_offline_callback(arg);
2788                 break;
2789         case MEM_ONLINE:
2790         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2791                 break;
2792         }
2793
2794         ret = notifier_from_errno(ret);
2795         return ret;
2796 }
2797
2798 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2799
2800 /********************************************************************
2801  *                      Basic setup of slabs
2802  *******************************************************************/
2803
2804 void __init kmem_cache_init(void)
2805 {
2806         int i;
2807         int caches = 0;
2808
2809         init_alloc_cpu();
2810
2811 #ifdef CONFIG_NUMA
2812         /*
2813          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2814          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2815          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2816          */
2817         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2818                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2819         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2820         caches++;
2821
2822         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2823 #endif
2824
2825         /* Able to allocate the per node structures */
2826         slab_state = PARTIAL;
2827
2828         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2829         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2830                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2831                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2832                 caches++;
2833         }
2834         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2835                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2836                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2837                 caches++;
2838         }
2839
2840         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2841                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2842                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2843                 caches++;
2844         }
2845
2846
2847         /*
2848          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2849          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2850          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2851          *
2852          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2853          * handle the index determination for the smaller caches.
2854          *
2855          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2856          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2857          */
2858         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2859                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2860
2861         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2862                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2863
2864         slab_state = UP;
2865
2866         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2867         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2868                 kmalloc_caches[i]. name =
2869                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2870
2871 #ifdef CONFIG_SMP
2872         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2873         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2874                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2875 #else
2876         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2877 #endif
2878
2879
2880         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2881                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2882                 caches, cache_line_size(),
2883                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2884                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Find a mergeable slab cache
2889  */
2890 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2891 {
2892         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2893                 return 1;
2894
2895         if (s->ctor)
2896                 return 1;
2897
2898         /*
2899          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2900          */
2901         if (s->refcount < 0)
2902                 return 1;
2903
2904         return 0;
2905 }
2906
2907 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2908                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2909                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2910 {
2911         struct kmem_cache *s;
2912
2913         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2914                 return NULL;
2915
2916         if (ctor)
2917                 return NULL;
2918
2919         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2920         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2921         size = ALIGN(size, align);
2922         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2923
2924         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2925                 if (slab_unmergeable(s))
2926                         continue;
2927
2928                 if (size > s->size)
2929                         continue;
2930
2931                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2932                                 continue;
2933                 /*
2934                  * Check if alignment is compatible.
2935                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2936                  */
2937                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2938                         continue;
2939
2940                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2941                         continue;
2942
2943                 return s;
2944         }
2945         return NULL;
2946 }
2947
2948 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2949                 size_t align, unsigned long flags,
2950                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2951 {
2952         struct kmem_cache *s;
2953
2954         down_write(&slub_lock);
2955         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2956         if (s) {
2957                 int cpu;
2958
2959                 s->refcount++;
2960                 /*
2961                  * Adjust the object sizes so that we clear
2962                  * the complete object on kzalloc.
2963                  */
2964                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2965
2966                 /*
2967                  * And then we need to update the object size in the
2968                  * per cpu structures
2969                  */
2970                 for_each_online_cpu(cpu)
2971                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
2972                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2973                 up_write(&slub_lock);
2974                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2975                         goto err;
2976                 return s;
2977         }
2978         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2979         if (s) {
2980                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2981                                 size, align, flags, ctor)) {
2982                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2983                         up_write(&slub_lock);
2984                         if (sysfs_slab_add(s))
2985                                 goto err;
2986                         return s;
2987                 }
2988                 kfree(s);
2989         }
2990         up_write(&slub_lock);
2991
2992 err:
2993         if (flags & SLAB_PANIC)
2994                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2995         else
2996                 s = NULL;
2997         return s;
2998 }
2999 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3000
3001 #ifdef CONFIG_SMP
3002 /*
3003  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3004  * necessary.
3005  */
3006 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3007                 unsigned long action, void *hcpu)
3008 {
3009         long cpu = (long)hcpu;
3010         struct kmem_cache *s;
3011         unsigned long flags;
3012
3013         switch (action) {
3014         case CPU_UP_PREPARE:
3015         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3016                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3017                 down_read(&slub_lock);
3018                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3019                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3020                                                         GFP_KERNEL);
3021                 up_read(&slub_lock);
3022                 break;
3023
3024         case CPU_UP_CANCELED:
3025         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3026         case CPU_DEAD:
3027         case CPU_DEAD_FROZEN:
3028                 down_read(&slub_lock);
3029                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3030                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3031
3032                         local_irq_save(flags);
3033                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3034                         local_irq_restore(flags);
3035                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3036                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3037                 }
3038                 up_read(&slub_lock);
3039                 break;
3040         default:
3041                 break;
3042         }
3043         return NOTIFY_OK;
3044 }
3045
3046 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
3047         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
3048
3049 #endif
3050
3051 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3052 {
3053         struct kmem_cache *s;
3054
3055         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3056                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3057                                                         get_order(size));
3058         s = get_slab(size, gfpflags);
3059
3060         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3061                 return s;
3062
3063         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3064 }
3065
3066 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3067                                         int node, void *caller)
3068 {
3069         struct kmem_cache *s;
3070
3071         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
3072                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
3073                                                         get_order(size));
3074         s = get_slab(size, gfpflags);
3075
3076         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3077                 return s;
3078
3079         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3080 }
3081
3082 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3083 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3084                                                 unsigned long *map)
3085 {
3086         void *p;
3087         void *addr = page_address(page);
3088
3089         if (!check_slab(s, page) ||
3090                         !on_freelist(s, page, NULL))
3091                 return 0;
3092
3093         /* Now we know that a valid freelist exists */
3094         bitmap_zero(map, s->objects);
3095
3096         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3097                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3098                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3099                         return 0;
3100         }
3101
3102         for_each_object(p, s, addr)
3103                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3104                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3105                                 return 0;
3106         return 1;
3107 }
3108
3109 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3110                                                 unsigned long *map)
3111 {
3112         if (slab_trylock(page)) {
3113                 validate_slab(s, page, map);
3114                 slab_unlock(page);
3115         } else
3116                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3117                         s->name, page);
3118
3119         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3120                 if (!SlabDebug(page))
3121                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3122                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3123         } else {
3124                 if (SlabDebug(page))
3125                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3126                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3127         }
3128 }
3129
3130 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3131                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3132 {
3133         unsigned long count = 0;
3134         struct page *page;
3135         unsigned long flags;
3136
3137         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3138
3139         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3140                 validate_slab_slab(s, page, map);
3141                 count++;
3142         }
3143         if (count != n->nr_partial)
3144                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3145                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3146
3147         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3148                 goto out;
3149
3150         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3151                 validate_slab_slab(s, page, map);
3152                 count++;
3153         }
3154         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3155                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3156                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3157                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3158
3159 out:
3160         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3161         return count;
3162 }
3163
3164 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3165 {
3166         int node;
3167         unsigned long count = 0;
3168         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3169                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3170
3171         if (!map)
3172                 return -ENOMEM;
3173
3174         flush_all(s);
3175         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3176                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3177
3178                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3179         }
3180         kfree(map);
3181         return count;
3182 }
3183
3184 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3185 static void resiliency_test(void)
3186 {
3187         u8 *p;
3188
3189         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3190         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3191         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3192
3193         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3194         p[16] = 0x12;
3195         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3196                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3197
3198         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3199
3200         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3201         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3202         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3203         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3204                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3205         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3206
3207         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3208         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3209         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3210         *p = 0x56;
3211         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3212                                                                         p);
3213         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3214         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3215
3216         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3217         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3218         kfree(p);
3219         *p = 0x78;
3220         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3221         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3222
3223         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3224         kfree(p);
3225         p[50] = 0x9a;
3226         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3227         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3228
3229         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3230         kfree(p);
3231         p[512] = 0xab;
3232         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3233         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3234 }
3235 #else
3236 static void resiliency_test(void) {};
3237 #endif
3238
3239 /*
3240  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3241  * and freed.
3242  */
3243
3244 struct location {
3245         unsigned long count;
3246         void *addr;
3247         long long sum_time;
3248         long min_time;
3249         long max_time;
3250         long min_pid;
3251         long max_pid;
3252         cpumask_t cpus;
3253         nodemask_t nodes;
3254 };
3255
3256 struct loc_track {
3257         unsigned long max;
3258         unsigned long count;
3259         struct location *loc;
3260 };
3261
3262 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3263 {
3264         if (t->max)
3265                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3266                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3267 }
3268
3269 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3270 {
3271         struct location *l;
3272         int order;
3273
3274         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3275
3276         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3277         if (!l)
3278                 return 0;
3279
3280         if (t->count) {
3281                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3282                 free_loc_track(t);
3283         }
3284         t->max = max;
3285         t->loc = l;
3286         return 1;
3287 }
3288
3289 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3290                                 const struct track *track)
3291 {
3292         long start, end, pos;
3293         struct location *l;
3294         void *caddr;
3295         unsigned long age = jiffies - track->when;
3296
3297         start = -1;
3298         end = t->count;
3299
3300         for ( ; ; ) {
3301                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3302
3303                 /*
3304                  * There is nothing at "end". If we end up there
3305                  * we need to add something to before end.
3306                  */
3307                 if (pos == end)
3308                         break;
3309
3310                 caddr = t->loc[pos].addr;
3311                 if (track->addr == caddr) {
3312
3313                         l = &t->loc[pos];
3314                         l->count++;
3315                         if (track->when) {
3316                                 l->sum_time += age;
3317                                 if (age < l->min_time)
3318                                         l->min_time = age;
3319                                 if (age > l->max_time)
3320                                         l->max_time = age;
3321
3322                                 if (track->pid < l->min_pid)
3323                                         l->min_pid = track->pid;
3324                                 if (track->pid > l->max_pid)
3325                                         l->max_pid = track->pid;
3326
3327                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3328                         }
3329                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3330                         return 1;
3331                 }
3332
3333                 if (track->addr < caddr)
3334                         end = pos;
3335                 else
3336                         start = pos;
3337         }
3338
3339         /*
3340          * Not found. Insert new tracking element.
3341          */
3342         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3343                 return 0;
3344
3345         l = t->loc + pos;
3346         if (pos < t->count)
3347                 memmove(l + 1, l,
3348                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3349         t->count++;
3350         l->count = 1;
3351         l->addr = track->addr;
3352         l->sum_time = age;
3353         l->min_time = age;
3354         l->max_time = age;
3355         l->min_pid = track->pid;
3356         l->max_pid = track->pid;
3357         cpus_clear(l->cpus);
3358         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3359         nodes_clear(l->nodes);
3360         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3361         return 1;
3362 }
3363
3364 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3365                 struct page *page, enum track_item alloc)
3366 {
3367         void *addr = page_address(page);
3368         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3369         void *p;
3370
3371         bitmap_zero(map, s->objects);
3372         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3373                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3374
3375         for_each_object(p, s, addr)
3376                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3377                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3378 }
3379
3380 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3381                                         enum track_item alloc)
3382 {
3383         int n = 0;
3384         unsigned long i;
3385         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3386         int node;
3387
3388         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3389                         GFP_TEMPORARY))
3390                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3391
3392         /* Push back cpu slabs */
3393         flush_all(s);
3394
3395         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3396                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3397                 unsigned long flags;
3398                 struct page *page;
3399
3400                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3401                         continue;
3402
3403                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3404                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3405                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3406                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3407                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3408                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3409         }
3410
3411         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3412                 struct location *l = &t.loc[i];
3413
3414                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3415                         break;
3416                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3417
3418                 if (l->addr)
3419                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3420                 else
3421                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3422
3423                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3424                         unsigned long remainder;
3425
3426                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3427                         l->min_time,
3428                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3429                         l->max_time);
3430                 } else
3431                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3432                                 l->min_time);
3433
3434                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3435                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3436                                 l->min_pid, l->max_pid);
3437                 else
3438                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3439                                 l->min_pid);
3440
3441                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3442                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3443                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3444                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3445                                         l->cpus);
3446                 }
3447
3448                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3449                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3450                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3451                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3452                                         l->nodes);
3453                 }
3454
3455                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3456         }
3457
3458         free_loc_track(&t);
3459         if (!t.count)
3460                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3461         return n;
3462 }
3463
3464 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3465 {
3466         unsigned long flags;
3467         unsigned long x = 0;
3468         struct page *page;
3469
3470         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3471         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3472                 x += page->inuse;
3473         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3474         return x;
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                 int node;
3505                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3506
3507                 if (!c)
3508                         continue;
3509
3510                 page = c->page;
3511                 node = c->node;
3512                 if (node < 0)
3513                         continue;
3514                 if (page) {
3515                         if (flags & SO_CPU) {
3516                                 int x = 0;
3517
3518                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3519                                         x = page->inuse;
3520                                 else
3521                                         x = 1;
3522                                 total += x;
3523                                 nodes[node] += x;
3524                         }
3525                         per_cpu[node]++;
3526                 }
3527         }
3528
3529         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3530                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3531
3532                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3533                         if (flags & SO_OBJECTS)
3534                                 x = count_partial(n);
3535                         else
3536                                 x = n->nr_partial;
3537                         total += x;
3538                         nodes[node] += x;
3539                 }
3540
3541                 if (flags & SO_FULL) {
3542                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3543                                         - per_cpu[node]
3544                                         - n->nr_partial;
3545
3546                         if (flags & SO_OBJECTS)
3547                                 x = full_slabs * s->objects;
3548                         else
3549                                 x = full_slabs;
3550                         total += x;
3551                         nodes[node] += x;
3552                 }
3553         }
3554
3555         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3556 #ifdef CONFIG_NUMA
3557         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3558                 if (nodes[node])
3559                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3560                                         node, nodes[node]);
3561 #endif
3562         kfree(nodes);
3563         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3564 }
3565
3566 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3567 {
3568         int node;
3569         int cpu;
3570
3571         for_each_possible_cpu(cpu) {
3572                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3573
3574                 if (c && c->page)
3575                         return 1;
3576         }
3577
3578         for_each_online_node(node) {
3579                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3580
3581                 if (!n)
3582                         continue;
3583
3584                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3585                         return 1;
3586         }
3587         return 0;
3588 }
3589
3590 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3591 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3592
3593 struct slab_attribute {
3594         struct attribute attr;
3595         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3596         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3597 };
3598
3599 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3600         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3601
3602 #define SLAB_ATTR(_name) \
3603         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3604         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3605
3606 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3607 {
3608         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3609 }
3610 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3611
3612 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3613 {
3614         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3615 }
3616 SLAB_ATTR_RO(align);
3617
3618 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3619 {
3620         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3621 }
3622 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3623
3624 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3625 {
3626         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3627 }
3628 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3629
3630 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3631 {
3632         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3633 }
3634 SLAB_ATTR_RO(order);
3635
3636 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3637 {
3638         if (s->ctor) {
3639                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3640
3641                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3642         }
3643         return 0;
3644 }
3645 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3646
3647 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3648 {
3649         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3650 }
3651 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3652
3653 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3654 {
3655         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3656 }
3657 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3658
3659 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3660 {
3661         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3662 }
3663 SLAB_ATTR_RO(partial);
3664
3665 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3666 {
3667         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3668 }
3669 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3670
3671 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3672 {
3673         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3674 }
3675 SLAB_ATTR_RO(objects);
3676
3677 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3678 {
3679         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3680 }
3681
3682 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3683                                 const char *buf, size_t length)
3684 {
3685         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3686         if (buf[0] == '1')
3687                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3688         return length;
3689 }
3690 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3691
3692 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3693 {
3694         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3695 }
3696
3697 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3698                                                         size_t length)
3699 {
3700         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3701         if (buf[0] == '1')
3702                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3703         return length;
3704 }
3705 SLAB_ATTR(trace);
3706
3707 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3708 {
3709         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3710 }
3711
3712 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3713                                 const char *buf, size_t length)
3714 {
3715         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3716         if (buf[0] == '1')
3717                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3718         return length;
3719 }
3720 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3721
3722 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3723 {
3724         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3725 }
3726 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3727
3728 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3729 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3730 {
3731         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3732 }
3733 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3734 #endif
3735
3736 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3737 {
3738         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3739 }
3740 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3741
3742 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3743 {
3744         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3745 }
3746
3747 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3748                                 const char *buf, size_t length)
3749 {
3750         if (any_slab_objects(s))
3751                 return -EBUSY;
3752
3753         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3754         if (buf[0] == '1')
3755                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3756         calculate_sizes(s);
3757         return length;
3758 }
3759 SLAB_ATTR(red_zone);
3760
3761 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3762 {
3763         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3764 }
3765
3766 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3767                                 const char *buf, size_t length)
3768 {
3769         if (any_slab_objects(s))
3770                 return -EBUSY;
3771
3772         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3773         if (buf[0] == '1')
3774                 s->flags |= SLAB_POISON;
3775         calculate_sizes(s);
3776         return length;
3777 }
3778 SLAB_ATTR(poison);
3779
3780 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3781 {
3782         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3783 }
3784
3785 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3786                                 const char *buf, size_t length)
3787 {
3788         if (any_slab_objects(s))
3789                 return -EBUSY;
3790
3791         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3792         if (buf[0] == '1')
3793                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3794         calculate_sizes(s);
3795         return length;
3796 }
3797 SLAB_ATTR(store_user);
3798
3799 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3800 {
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3805                         const char *buf, size_t length)
3806 {
3807         int ret = -EINVAL;
3808
3809         if (buf[0] == '1') {
3810                 ret = validate_slab_cache(s);
3811                 if (ret >= 0)
3812                         ret = length;
3813         }
3814         return ret;
3815 }
3816 SLAB_ATTR(validate);
3817
3818 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3819 {
3820         return 0;
3821 }
3822
3823 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3824                         const char *buf, size_t length)
3825 {
3826         if (buf[0] == '1') {
3827                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3828
3829                 if (rc)
3830                         return rc;
3831         } else
3832                 return -EINVAL;
3833         return length;
3834 }
3835 SLAB_ATTR(shrink);
3836
3837 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3838 {
3839         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3840                 return -ENOSYS;
3841         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3842 }
3843 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3844
3845 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3846 {
3847         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3848                 return -ENOSYS;
3849         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3850 }
3851 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3852
3853 #ifdef CONFIG_NUMA
3854 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3855 {
3856         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3857 }
3858
3859 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3860                                 const char *buf, size_t length)
3861 {
3862         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3863
3864         if (n < 100)
3865                 s->defrag_ratio = n * 10;
3866         return length;
3867 }
3868 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3869 #endif
3870
3871 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3872         &slab_size_attr.attr,
3873         &object_size_attr.attr,
3874         &objs_per_slab_attr.attr,
3875         &order_attr.attr,
3876         &objects_attr.attr,
3877         &slabs_attr.attr,
3878         &partial_attr.attr,
3879         &cpu_slabs_attr.attr,
3880         &ctor_attr.attr,
3881         &aliases_attr.attr,
3882         &align_attr.attr,
3883         &sanity_checks_attr.attr,
3884         &trace_attr.attr,
3885         &hwcache_align_attr.attr,
3886         &reclaim_account_attr.attr,
3887         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3888         &red_zone_attr.attr,
3889         &poison_attr.attr,
3890         &store_user_attr.attr,
3891         &validate_attr.attr,
3892         &shrink_attr.attr,
3893         &alloc_calls_attr.attr,
3894         &free_calls_attr.attr,
3895 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3896         &cache_dma_attr.attr,
3897 #endif
3898 #ifdef CONFIG_NUMA
3899         &defrag_ratio_attr.attr,
3900 #endif
3901         NULL
3902 };
3903
3904 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3905         .attrs = slab_attrs,
3906 };
3907
3908 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3909                                 struct attribute *attr,
3910                                 char *buf)
3911 {
3912         struct slab_attribute *attribute;
3913         struct kmem_cache *s;
3914         int err;
3915
3916         attribute = to_slab_attr(attr);
3917         s = to_slab(kobj);
3918
3919         if (!attribute->show)
3920                 return -EIO;
3921
3922         err = attribute->show(s, buf);
3923
3924         return err;
3925 }
3926
3927 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3928                                 struct attribute *attr,
3929                                 const char *buf, size_t len)
3930 {
3931         struct slab_attribute *attribute;
3932         struct kmem_cache *s;
3933         int err;
3934
3935         attribute = to_slab_attr(attr);
3936         s = to_slab(kobj);
3937
3938         if (!attribute->store)
3939                 return -EIO;
3940
3941         err = attribute->store(s, buf, len);
3942
3943         return err;
3944 }
3945
3946 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3947         .show = slab_attr_show,
3948         .store = slab_attr_store,
3949 };
3950
3951 static struct kobj_type slab_ktype = {
3952         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3953 };
3954
3955 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3956 {
3957         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3958
3959         if (ktype == &slab_ktype)
3960                 return 1;
3961         return 0;
3962 }
3963
3964 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3965         .filter = uevent_filter,
3966 };
3967
3968 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3969
3970 #define ID_STR_LENGTH 64
3971
3972 /* Create a unique string id for a slab cache:
3973  * format
3974  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3975  */
3976 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3977 {
3978         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3979         char *p = name;
3980
3981         BUG_ON(!name);
3982
3983         *p++ = ':';
3984         /*
3985          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3986          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3987          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3988          * are matched during merging to guarantee that the id is
3989          * unique.
3990          */
3991         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3992                 *p++ = 'd';
3993         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3994                 *p++ = 'a';
3995         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3996                 *p++ = 'F';
3997         if (p != name + 1)
3998                 *p++ = '-';
3999         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
4000         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
4001         return name;
4002 }
4003
4004 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
4005 {
4006         int err;
4007         const char *name;
4008         int unmergeable;
4009
4010         if (slab_state < SYSFS)
4011                 /* Defer until later */
4012                 return 0;
4013
4014         unmergeable = slab_unmergeable(s);
4015         if (unmergeable) {
4016                 /*
4017                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
4018                  * This is typically the case for debug situations. In that
4019                  * case we can catch duplicate names easily.
4020                  */
4021                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
4022                 name = s->name;
4023         } else {
4024                 /*
4025                  * Create a unique name for the slab as a target
4026                  * for the symlinks.
4027                  */
4028                 name = create_unique_id(s);
4029         }
4030
4031         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
4032         kobject_set_name(&s->kobj, name);
4033         kobject_init(&s->kobj);
4034         err = kobject_add(&s->kobj);
4035         if (err)
4036                 return err;
4037
4038         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
4039         if (err)
4040                 return err;
4041         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
4042         if (!unmergeable) {
4043                 /* Setup first alias */
4044                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
4045                 kfree(name);
4046         }
4047         return 0;
4048 }
4049
4050 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
4051 {
4052         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
4053         kobject_del(&s->kobj);
4054 }
4055
4056 /*
4057  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
4058  * available lest we loose that information.
4059  */
4060 struct saved_alias {
4061         struct kmem_cache *s;
4062         const char *name;
4063         struct saved_alias *next;
4064 };
4065
4066 static struct saved_alias *alias_list;
4067
4068 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
4069 {
4070         struct saved_alias *al;
4071
4072         if (slab_state == SYSFS) {
4073                 /*
4074                  * If we have a leftover link then remove it.
4075                  */
4076                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
4077                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
4078                                                 &s->kobj, name);
4079         }
4080
4081         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
4082         if (!al)
4083                 return -ENOMEM;
4084
4085         al->s = s;
4086         al->name = name;
4087         al->next = alias_list;
4088         alias_list = al;
4089         return 0;
4090 }
4091
4092 static int __init slab_sysfs_init(void)
4093 {
4094         struct kmem_cache *s;
4095         int err;
4096
4097         err = subsystem_register(&slab_subsys);
4098         if (err) {
4099                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
4100                 return -ENOSYS;
4101         }
4102
4103         slab_state = SYSFS;
4104
4105         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
4106                 err = sysfs_slab_add(s);
4107                 if (err)
4108                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
4109                                                 " to sysfs\n", s->name);
4110         }
4111
4112         while (alias_list) {
4113                 struct saved_alias *al = alias_list;
4114
4115                 alias_list = alias_list->next;
4116                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4117                 if (err)
4118                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4119                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4120                 kfree(al);
4121         }
4122
4123         resiliency_test();
4124         return 0;
4125 }
4126
4127 __initcall(slab_sysfs_init);
4128 #endif