Remove SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      lockless_freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
144  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
145  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline, so at
146  *   max 16 cpus could compete for the cacheline which may be okay.
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 #if PAGE_SHIFT <= 12
157
158 /*
159  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
160  */
161 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
162 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
163
164 #else
165
166 /*
167  * Large page machines are customarily able to handle larger
168  * page orders.
169  */
170 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
171 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
172
173 #endif
174
175 /*
176  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
177  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
178  */
179 #define MIN_PARTIAL 2
180
181 /*
182  * Maximum number of desirable partial slabs.
183  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
184  * sort the partial list by the number of objects in the.
185  */
186 #define MAX_PARTIAL 10
187
188 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
189                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
190
191 /*
192  * Set of flags that will prevent slab merging
193  */
194 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
195                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
196
197 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
198                 SLAB_CACHE_DMA)
199
200 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
201 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
205 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
206 #endif
207
208 /* Internal SLUB flags */
209 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
210
211 /* Not all arches define cache_line_size */
212 #ifndef cache_line_size
213 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
214 #endif
215
216 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
217
218 #ifdef CONFIG_SMP
219 static struct notifier_block slab_notifier;
220 #endif
221
222 static enum {
223         DOWN,           /* No slab functionality available */
224         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
225         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
226         SYSFS           /* Sysfs up */
227 } slab_state = DOWN;
228
229 /* A list of all slab caches on the system */
230 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
231 LIST_HEAD(slab_caches);
232
233 /*
234  * Tracking user of a slab.
235  */
236 struct track {
237         void *addr;             /* Called from address */
238         int cpu;                /* Was running on cpu */
239         int pid;                /* Pid context */
240         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
241 };
242
243 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
244
245 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
246 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
247 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
248 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
249 #else
250 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
252 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
253 #endif
254
255 /********************************************************************
256  *                      Core slab cache functions
257  *******************************************************************/
258
259 int slab_is_available(void)
260 {
261         return slab_state >= UP;
262 }
263
264 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
265 {
266 #ifdef CONFIG_NUMA
267         return s->node[node];
268 #else
269         return &s->local_node;
270 #endif
271 }
272
273 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
274                                 struct page *page, const void *object)
275 {
276         void *base;
277
278         if (!object)
279                 return 1;
280
281         base = page_address(page);
282         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
283                 (object - base) % s->size) {
284                 return 0;
285         }
286
287         return 1;
288 }
289
290 /*
291  * Slow version of get and set free pointer.
292  *
293  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
294  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
295  * from the page struct.
296  */
297 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         return *(void **)(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
303 {
304         *(void **)(object + s->offset) = fp;
305 }
306
307 /* Loop over all objects in a slab */
308 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
309         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
310                         __p += (__s)->size)
311
312 /* Scan freelist */
313 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
314         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
315
316 /* Determine object index from a given position */
317 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
318 {
319         return (p - addr) / s->size;
320 }
321
322 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
323 /*
324  * Debug settings:
325  */
326 static int slub_debug;
327
328 static char *slub_debug_slabs;
329
330 /*
331  * Object debugging
332  */
333 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
334 {
335         int i, offset;
336         int newline = 1;
337         char ascii[17];
338
339         ascii[16] = 0;
340
341         for (i = 0; i < length; i++) {
342                 if (newline) {
343                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
344                         newline = 0;
345                 }
346                 printk(" %02x", addr[i]);
347                 offset = i % 16;
348                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
349                 if (offset == 15) {
350                         printk(" %s\n",ascii);
351                         newline = 1;
352                 }
353         }
354         if (!newline) {
355                 i %= 16;
356                 while (i < 16) {
357                         printk("   ");
358                         ascii[i] = ' ';
359                         i++;
360                 }
361                 printk(" %s\n", ascii);
362         }
363 }
364
365 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
366         enum track_item alloc)
367 {
368         struct track *p;
369
370         if (s->offset)
371                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
372         else
373                 p = object + s->inuse;
374
375         return p + alloc;
376 }
377
378 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
379                                 enum track_item alloc, void *addr)
380 {
381         struct track *p;
382
383         if (s->offset)
384                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
385         else
386                 p = object + s->inuse;
387
388         p += alloc;
389         if (addr) {
390                 p->addr = addr;
391                 p->cpu = smp_processor_id();
392                 p->pid = current ? current->pid : -1;
393                 p->when = jiffies;
394         } else
395                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
396 }
397
398 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
399 {
400         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
401                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
402                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
403         }
404 }
405
406 static void print_track(const char *s, struct track *t)
407 {
408         if (!t->addr)
409                 return;
410
411         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
412         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
413         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
414 }
415
416 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
417 {
418         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
419
420         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
421                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
422                         s->inuse - s->objsize);
423
424         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
425                         p + s->offset,
426                         get_freepointer(s, p));
427
428         if (s->offset)
429                 off = s->offset + sizeof(void *);
430         else
431                 off = s->inuse;
432
433         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
434                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
435                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
436                 off += 2 * sizeof(struct track);
437         }
438
439         if (off != s->size)
440                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
441                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
442 }
443
444 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
445                         u8 *object, char *reason)
446 {
447         u8 *addr = page_address(page);
448
449         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
450                         s->name, reason, object, page);
451         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
452                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
453         if (object > addr + 16)
454                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
455         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
456         print_trailer(s, object);
457         dump_stack();
458 }
459
460 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
461 {
462         va_list args;
463         char buf[100];
464
465         va_start(args, reason);
466         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
467         va_end(args);
468         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
469                 page);
470         dump_stack();
471 }
472
473 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
474 {
475         u8 *p = object;
476
477         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
478                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
479                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
480         }
481
482         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
483                 memset(p + s->objsize,
484                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
485                         s->inuse - s->objsize);
486 }
487
488 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
489 {
490         while (bytes) {
491                 if (*start != (u8)value)
492                         return 0;
493                 start++;
494                 bytes--;
495         }
496         return 1;
497 }
498
499 /*
500  * Object layout:
501  *
502  * object address
503  *      Bytes of the object to be managed.
504  *      If the freepointer may overlay the object then the free
505  *      pointer is the first word of the object.
506  *
507  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
508  *      0xa5 (POISON_END)
509  *
510  * object + s->objsize
511  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
512  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
513  *      objsize == inuse.
514  *
515  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
516  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
517  *
518  * object + s->inuse
519  *      Meta data starts here.
520  *
521  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
522  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
523  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
524  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
525  *              before the word boundary.
526  *
527  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
528  *
529  * object + s->size
530  *      Nothing is used beyond s->size.
531  *
532  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
533  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
534  * may be used with merged slabcaches.
535  */
536
537 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
538                                                 void *from, void *to)
539 {
540         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
541                 s->name, message, data, from, to - 1);
542         memset(from, data, to - from);
543 }
544
545 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
546 {
547         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
548
549         if (s->offset)
550                 /* Freepointer is placed after the object. */
551                 off += sizeof(void *);
552
553         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
554                 /* We also have user information there */
555                 off += 2 * sizeof(struct track);
556
557         if (s->size == off)
558                 return 1;
559
560         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
561                 return 1;
562
563         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
564
565         /*
566          * Restore padding
567          */
568         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
569         return 0;
570 }
571
572 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
573 {
574         u8 *p;
575         int length, remainder;
576
577         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
578                 return 1;
579
580         p = page_address(page);
581         length = s->objects * s->size;
582         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
583         if (!remainder)
584                 return 1;
585
586         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
587                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
588                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
589                         p + length + remainder);
590                 return 0;
591         }
592         return 1;
593 }
594
595 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
596                                         void *object, int active)
597 {
598         u8 *p = object;
599         u8 *endobject = object + s->objsize;
600
601         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
602                 unsigned int red =
603                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
604
605                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
606                         object_err(s, page, object,
607                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
608                         restore_bytes(s, "redzone", red,
609                                 endobject, object + s->inuse);
610                         return 0;
611                 }
612         } else {
613                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
614                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
615                                         s->inuse - s->objsize)) {
616                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
617                 /*
618                  * Fix it so that there will not be another report.
619                  *
620                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
621                  * to be longer than allowed.
622                  */
623                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
624                         endobject, object + s->inuse);
625                 }
626         }
627
628         if (s->flags & SLAB_POISON) {
629                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
630                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
631                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
632
633                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
634                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
635                                                 p, p + s->objsize -1);
636                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
637                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
638                         return 0;
639                 }
640                 /*
641                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
642                  */
643                 check_pad_bytes(s, page, p);
644         }
645
646         if (!s->offset && active)
647                 /*
648                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
649                  * freepointer while object is allocated.
650                  */
651                 return 1;
652
653         /* Check free pointer validity */
654         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
655                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
656                 /*
657                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
658                  * of the free objects in this slab. May cause
659                  * another error because the object count is now wrong.
660                  */
661                 set_freepointer(s, p, NULL);
662                 return 0;
663         }
664         return 1;
665 }
666
667 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
668 {
669         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
670
671         if (!PageSlab(page)) {
672                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
673                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
674                         page_count(page));
675                 return 0;
676         }
677         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
678                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
679                         "mapping=0x%p count=%d",
680                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
681                         page->flags,
682                         page->mapping,
683                         page_count(page));
684                 return 0;
685         }
686         if (page->inuse > s->objects) {
687                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
688                         "mapping=0x%p count=%d",
689                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
690                         page->mapping, page_count(page));
691                 return 0;
692         }
693         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
694         slab_pad_check(s, page);
695         return 1;
696 }
697
698 /*
699  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
700  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
701  */
702 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
703 {
704         int nr = 0;
705         void *fp = page->freelist;
706         void *object = NULL;
707
708         while (fp && nr <= s->objects) {
709                 if (fp == search)
710                         return 1;
711                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
712                         if (object) {
713                                 object_err(s, page, object,
714                                         "Freechain corrupt");
715                                 set_freepointer(s, object, NULL);
716                                 break;
717                         } else {
718                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
719                                                                         fp);
720                                 page->freelist = NULL;
721                                 page->inuse = s->objects;
722                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
723                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
724                                         s->name, page);
725                                 return 0;
726                         }
727                         break;
728                 }
729                 object = fp;
730                 fp = get_freepointer(s, object);
731                 nr++;
732         }
733
734         if (page->inuse != s->objects - nr) {
735                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
736                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
737                                                         s->objects - nr);
738                 page->inuse = s->objects - nr;
739                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
740                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
741         }
742         return search == NULL;
743 }
744
745 /*
746  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
747  */
748 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
749 {
750         spin_lock(&n->list_lock);
751         list_add(&page->lru, &n->full);
752         spin_unlock(&n->list_lock);
753 }
754
755 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
756 {
757         struct kmem_cache_node *n;
758
759         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
760                 return;
761
762         n = get_node(s, page_to_nid(page));
763
764         spin_lock(&n->list_lock);
765         list_del(&page->lru);
766         spin_unlock(&n->list_lock);
767 }
768
769 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
770                                                         void *object)
771 {
772         if (!check_slab(s, page))
773                 goto bad;
774
775         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
776                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
777                 goto bad;
778         }
779
780         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
781                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
782                 goto bad;
783         }
784
785         if (!object)
786                 return 1;
787
788         if (!check_object(s, page, object, 0))
789                 goto bad;
790
791         return 1;
792 bad:
793         if (PageSlab(page)) {
794                 /*
795                  * If this is a slab page then lets do the best we can
796                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
797                  * as used avoids touching the remaining objects.
798                  */
799                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
800                         s->name, page);
801                 page->inuse = s->objects;
802                 page->freelist = NULL;
803                 /* Fix up fields that may be corrupted */
804                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
805         }
806         return 0;
807 }
808
809 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
810                                                         void *object)
811 {
812         if (!check_slab(s, page))
813                 goto fail;
814
815         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
816                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
817                 goto fail;
818         }
819
820         if (on_freelist(s, page, object)) {
821                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
822                 goto fail;
823         }
824
825         if (!check_object(s, page, object, 1))
826                 return 0;
827
828         if (unlikely(s != page->slab)) {
829                 if (!PageSlab(page))
830                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
831                                 "outside of slab", object);
832                 else
833                 if (!page->slab) {
834                         printk(KERN_ERR
835                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
836                                                 object);
837                         dump_stack();
838                 }
839                 else
840                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
841                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
842                 goto fail;
843         }
844         return 1;
845 fail:
846         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
847                 s->name, page, object);
848         return 0;
849 }
850
851 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
852 {
853         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
854                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
855                         s->name,
856                         alloc ? "alloc" : "free",
857                         object, page->inuse,
858                         page->freelist);
859
860                 if (!alloc)
861                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
862
863                 dump_stack();
864         }
865 }
866
867 static int __init setup_slub_debug(char *str)
868 {
869         if (!str || *str != '=')
870                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
871         else {
872                 str++;
873                 if (*str == 0 || *str == ',')
874                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
875                 else
876                 for( ;*str && *str != ','; str++)
877                         switch (*str) {
878                         case 'f' : case 'F' :
879                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
880                                 break;
881                         case 'z' : case 'Z' :
882                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
883                                 break;
884                         case 'p' : case 'P' :
885                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
886                                 break;
887                         case 'u' : case 'U' :
888                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
889                                 break;
890                         case 't' : case 'T' :
891                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
892                                 break;
893                         default:
894                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
895                                         "unknown. skipped\n",*str);
896                         }
897         }
898
899         if (*str == ',')
900                 slub_debug_slabs = str + 1;
901         return 1;
902 }
903
904 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
905
906 static void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s)
907 {
908         /*
909          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
910          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
911          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
912          * object anymore.
913          *
914          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
915          * the limit is 512k.
916          *
917          * Debugging or ctor may create a need to move the free
918          * pointer. Fail if this happens.
919          */
920         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
921                 BUG_ON(s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
922                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
923                 BUG_ON(s->ctor);
924         }
925         else
926                 /*
927                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
928                  */
929                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
930                     strncmp(slub_debug_slabs, s->name,
931                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
932                                 s->flags |= slub_debug;
933 }
934 #else
935
936 static inline int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s,
937                 struct page *page, void *object) { return 0; }
938
939 static inline int free_object_checks(struct kmem_cache *s,
940                 struct page *page, void *object) { return 0; }
941
942 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
943 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
944 static inline void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page,
945                         void *object, int alloc) {}
946 static inline void init_object(struct kmem_cache *s,
947                         void *object, int active) {}
948 static inline void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object) {}
949 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
950                         { return 1; }
951 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
952                         void *object, int active) { return 1; }
953 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
954                         enum track_item alloc, void *addr) {}
955 static inline void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s) {}
956 #define slub_debug 0
957 #endif
958 /*
959  * Slab allocation and freeing
960  */
961 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
962 {
963         struct page * page;
964         int pages = 1 << s->order;
965
966         if (s->order)
967                 flags |= __GFP_COMP;
968
969         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
970                 flags |= SLUB_DMA;
971
972         if (node == -1)
973                 page = alloc_pages(flags, s->order);
974         else
975                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
976
977         if (!page)
978                 return NULL;
979
980         mod_zone_page_state(page_zone(page),
981                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
982                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
983                 pages);
984
985         return page;
986 }
987
988 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
989                                 void *object)
990 {
991         if (SlabDebug(page)) {
992                 init_object(s, object, 0);
993                 init_tracking(s, object);
994         }
995
996         if (unlikely(s->ctor))
997                 s->ctor(object, s, 0);
998 }
999
1000 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1001 {
1002         struct page *page;
1003         struct kmem_cache_node *n;
1004         void *start;
1005         void *end;
1006         void *last;
1007         void *p;
1008
1009         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
1010
1011         if (flags & __GFP_WAIT)
1012                 local_irq_enable();
1013
1014         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
1015         if (!page)
1016                 goto out;
1017
1018         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1019         if (n)
1020                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1021         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
1022         page->slab = s;
1023         page->flags |= 1 << PG_slab;
1024         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1025                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1026                 SetSlabDebug(page);
1027
1028         start = page_address(page);
1029         end = start + s->objects * s->size;
1030
1031         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1032                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1033
1034         last = start;
1035         for_each_object(p, s, start) {
1036                 setup_object(s, page, last);
1037                 set_freepointer(s, last, p);
1038                 last = p;
1039         }
1040         setup_object(s, page, last);
1041         set_freepointer(s, last, NULL);
1042
1043         page->freelist = start;
1044         page->lockless_freelist = NULL;
1045         page->inuse = 0;
1046 out:
1047         if (flags & __GFP_WAIT)
1048                 local_irq_disable();
1049         return page;
1050 }
1051
1052 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1053 {
1054         int pages = 1 << s->order;
1055
1056         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1057                 void *p;
1058
1059                 slab_pad_check(s, page);
1060                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1061                         check_object(s, page, p, 0);
1062         }
1063
1064         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1065                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1066                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1067                 - pages);
1068
1069         page->mapping = NULL;
1070         __free_pages(page, s->order);
1071 }
1072
1073 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1074 {
1075         struct page *page;
1076
1077         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1078         __free_slab(page->slab, page);
1079 }
1080
1081 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1082 {
1083         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1084                 /*
1085                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1086                  */
1087                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1088
1089                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1090         } else
1091                 __free_slab(s, page);
1092 }
1093
1094 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1095 {
1096         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1097
1098         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1099         reset_page_mapcount(page);
1100         ClearSlabDebug(page);
1101         __ClearPageSlab(page);
1102         free_slab(s, page);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Per slab locking using the pagelock
1107  */
1108 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1109 {
1110         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1111 }
1112
1113 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1114 {
1115         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1116 }
1117
1118 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1119 {
1120         int rc = 1;
1121
1122         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1123         return rc;
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Management of partially allocated slabs
1128  */
1129 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1130 {
1131         spin_lock(&n->list_lock);
1132         n->nr_partial++;
1133         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1134         spin_unlock(&n->list_lock);
1135 }
1136
1137 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1138 {
1139         spin_lock(&n->list_lock);
1140         n->nr_partial++;
1141         list_add(&page->lru, &n->partial);
1142         spin_unlock(&n->list_lock);
1143 }
1144
1145 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1146                                                 struct page *page)
1147 {
1148         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1149
1150         spin_lock(&n->list_lock);
1151         list_del(&page->lru);
1152         n->nr_partial--;
1153         spin_unlock(&n->list_lock);
1154 }
1155
1156 /*
1157  * Lock slab and remove from the partial list.
1158  *
1159  * Must hold list_lock.
1160  */
1161 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1162 {
1163         if (slab_trylock(page)) {
1164                 list_del(&page->lru);
1165                 n->nr_partial--;
1166                 SetSlabFrozen(page);
1167                 return 1;
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1174  */
1175 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1176 {
1177         struct page *page;
1178
1179         /*
1180          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1181          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1182          * partial slab and there is none available then get_partials()
1183          * will return NULL.
1184          */
1185         if (!n || !n->nr_partial)
1186                 return NULL;
1187
1188         spin_lock(&n->list_lock);
1189         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1190                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1191                         goto out;
1192         page = NULL;
1193 out:
1194         spin_unlock(&n->list_lock);
1195         return page;
1196 }
1197
1198 /*
1199  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1200  */
1201 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1202 {
1203 #ifdef CONFIG_NUMA
1204         struct zonelist *zonelist;
1205         struct zone **z;
1206         struct page *page;
1207
1208         /*
1209          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1210          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1211          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1212          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1213          *
1214          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1215          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1216          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1217          * from other nodes and filled up.
1218          *
1219          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1220          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1221          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1222          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1223          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1224          * with available objects.
1225          */
1226         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1227                 return NULL;
1228
1229         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1230                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1231         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1232                 struct kmem_cache_node *n;
1233
1234                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1235
1236                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1237                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1238                         page = get_partial_node(n);
1239                         if (page)
1240                                 return page;
1241                 }
1242         }
1243 #endif
1244         return NULL;
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Get a partial page, lock it and return it.
1249  */
1250 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1251 {
1252         struct page *page;
1253         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1254
1255         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1256         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1257                 return page;
1258
1259         return get_any_partial(s, flags);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * Move a page back to the lists.
1264  *
1265  * Must be called with the slab lock held.
1266  *
1267  * On exit the slab lock will have been dropped.
1268  */
1269 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1270 {
1271         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1272
1273         ClearSlabFrozen(page);
1274         if (page->inuse) {
1275
1276                 if (page->freelist)
1277                         add_partial(n, page);
1278                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1279                         add_full(n, page);
1280                 slab_unlock(page);
1281
1282         } else {
1283                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1284                         /*
1285                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1286                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1287                          * to come after the other slabs with objects in
1288                          * order to fill them up. That way the size of the
1289                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1290                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1291                          */
1292                         add_partial_tail(n, page);
1293                         slab_unlock(page);
1294                 } else {
1295                         slab_unlock(page);
1296                         discard_slab(s, page);
1297                 }
1298         }
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Remove the cpu slab
1303  */
1304 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1305 {
1306         /*
1307          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1308          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1309          * to occur.
1310          */
1311         while (unlikely(page->lockless_freelist)) {
1312                 void **object;
1313
1314                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1315                 object = page->lockless_freelist;
1316                 page->lockless_freelist = page->lockless_freelist[page->offset];
1317
1318                 /* And put onto the regular freelist */
1319                 object[page->offset] = page->freelist;
1320                 page->freelist = object;
1321                 page->inuse--;
1322         }
1323         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1324         unfreeze_slab(s, page);
1325 }
1326
1327 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1328 {
1329         slab_lock(page);
1330         deactivate_slab(s, page, cpu);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Flush cpu slab.
1335  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1336  */
1337 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1338 {
1339         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1340
1341         if (likely(page))
1342                 flush_slab(s, page, cpu);
1343 }
1344
1345 static void flush_cpu_slab(void *d)
1346 {
1347         struct kmem_cache *s = d;
1348         int cpu = smp_processor_id();
1349
1350         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1351 }
1352
1353 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1354 {
1355 #ifdef CONFIG_SMP
1356         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1357 #else
1358         unsigned long flags;
1359
1360         local_irq_save(flags);
1361         flush_cpu_slab(s);
1362         local_irq_restore(flags);
1363 #endif
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1368  * debugging duties.
1369  *
1370  * Interrupts are disabled.
1371  *
1372  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1373  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1374  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1375  *
1376  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1377  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1378  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1379  *
1380  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1381  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1382  */
1383 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1384                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct page *page)
1385 {
1386         void **object;
1387         int cpu = smp_processor_id();
1388
1389         if (!page)
1390                 goto new_slab;
1391
1392         slab_lock(page);
1393         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1394                 goto another_slab;
1395 load_freelist:
1396         object = page->freelist;
1397         if (unlikely(!object))
1398                 goto another_slab;
1399         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1400                 goto debug;
1401
1402         object = page->freelist;
1403         page->lockless_freelist = object[page->offset];
1404         page->inuse = s->objects;
1405         page->freelist = NULL;
1406         slab_unlock(page);
1407         return object;
1408
1409 another_slab:
1410         deactivate_slab(s, page, cpu);
1411
1412 new_slab:
1413         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1414         if (page) {
1415                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1416                 goto load_freelist;
1417         }
1418
1419         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1420         if (page) {
1421                 cpu = smp_processor_id();
1422                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1423                         /*
1424                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1425                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1426                          * on another cpu. The page may not be on the
1427                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1428                          * specified. So we need to recheck.
1429                          */
1430                         if (node == -1 ||
1431                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1432                                 /*
1433                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1434                                  * want the current one since its cache hot
1435                                  */
1436                                 discard_slab(s, page);
1437                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1438                                 slab_lock(page);
1439                                 goto load_freelist;
1440                         }
1441                         /* New slab does not fit our expectations */
1442                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1443                 }
1444                 slab_lock(page);
1445                 SetSlabFrozen(page);
1446                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1447                 goto load_freelist;
1448         }
1449         return NULL;
1450 debug:
1451         object = page->freelist;
1452         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1453                 goto another_slab;
1454         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1455                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1456         trace(s, page, object, 1);
1457         init_object(s, object, 1);
1458
1459         page->inuse++;
1460         page->freelist = object[page->offset];
1461         slab_unlock(page);
1462         return object;
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1467  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1468  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1469  *
1470  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1471  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1472  *
1473  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1474  */
1475 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1476                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1477 {
1478         struct page *page;
1479         void **object;
1480         unsigned long flags;
1481
1482         local_irq_save(flags);
1483         page = s->cpu_slab[smp_processor_id()];
1484         if (unlikely(!page || !page->lockless_freelist ||
1485                         (node != -1 && page_to_nid(page) != node)))
1486
1487                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, page);
1488
1489         else {
1490                 object = page->lockless_freelist;
1491                 page->lockless_freelist = object[page->offset];
1492         }
1493         local_irq_restore(flags);
1494         return object;
1495 }
1496
1497 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1498 {
1499         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1500 }
1501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1502
1503 #ifdef CONFIG_NUMA
1504 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1505 {
1506         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1507 }
1508 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1509 #endif
1510
1511 /*
1512  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1513  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1514  *
1515  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1516  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1517  * handling required then we can return immediately.
1518  */
1519 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1520                                         void *x, void *addr)
1521 {
1522         void *prior;
1523         void **object = (void *)x;
1524
1525         slab_lock(page);
1526
1527         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1528                 goto debug;
1529 checks_ok:
1530         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1531         page->freelist = object;
1532         page->inuse--;
1533
1534         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1535                 goto out_unlock;
1536
1537         if (unlikely(!page->inuse))
1538                 goto slab_empty;
1539
1540         /*
1541          * Objects left in the slab. If it
1542          * was not on the partial list before
1543          * then add it.
1544          */
1545         if (unlikely(!prior))
1546                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1547
1548 out_unlock:
1549         slab_unlock(page);
1550         return;
1551
1552 slab_empty:
1553         if (prior)
1554                 /*
1555                  * Slab still on the partial list.
1556                  */
1557                 remove_partial(s, page);
1558
1559         slab_unlock(page);
1560         discard_slab(s, page);
1561         return;
1562
1563 debug:
1564         if (!free_object_checks(s, page, x))
1565                 goto out_unlock;
1566         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
1567                 remove_full(s, page);
1568         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1569                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1570         trace(s, page, object, 0);
1571         init_object(s, object, 0);
1572         goto checks_ok;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1577  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1578  *
1579  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1580  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1581  * the item before.
1582  *
1583  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1584  * with all sorts of special processing.
1585  */
1586 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1587                         struct page *page, void *x, void *addr)
1588 {
1589         void **object = (void *)x;
1590         unsigned long flags;
1591
1592         local_irq_save(flags);
1593         if (likely(page == s->cpu_slab[smp_processor_id()] &&
1594                                                 !SlabDebug(page))) {
1595                 object[page->offset] = page->lockless_freelist;
1596                 page->lockless_freelist = object;
1597         } else
1598                 __slab_free(s, page, x, addr);
1599
1600         local_irq_restore(flags);
1601 }
1602
1603 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1604 {
1605         struct page *page;
1606
1607         page = virt_to_head_page(x);
1608
1609         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1610 }
1611 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1612
1613 /* Figure out on which slab object the object resides */
1614 static struct page *get_object_page(const void *x)
1615 {
1616         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1617
1618         if (!PageSlab(page))
1619                 return NULL;
1620
1621         return page;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1626  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1627  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1628  * another.
1629  *
1630  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1631  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1632  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1633  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1634  * locking overhead.
1635  */
1636
1637 /*
1638  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1639  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1640  * and increases the number of allocations possible without having to
1641  * take the list_lock.
1642  */
1643 static int slub_min_order;
1644 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1645 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1646
1647 /*
1648  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1649  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1650  */
1651 static int slub_nomerge;
1652
1653 /*
1654  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1655  *
1656  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1657  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1658  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1659  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1660  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1661  * would be wasted.
1662  *
1663  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1664  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1665  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1666  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1667  *
1668  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1669  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1670  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1671  * of space in favor of a small page order.
1672  *
1673  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1674  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1675  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1676  * the smallest order which will fit the object.
1677  */
1678 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1679                                 int max_order, int fract_leftover)
1680 {
1681         int order;
1682         int rem;
1683
1684         for (order = max(slub_min_order,
1685                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1686                         order <= max_order; order++) {
1687
1688                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1689
1690                 if (slab_size < min_objects * size)
1691                         continue;
1692
1693                 rem = slab_size % size;
1694
1695                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1696                         break;
1697
1698         }
1699
1700         return order;
1701 }
1702
1703 static inline int calculate_order(int size)
1704 {
1705         int order;
1706         int min_objects;
1707         int fraction;
1708
1709         /*
1710          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1711          * works by first attempting to generate a layout with
1712          * the best configuration and backing off gradually.
1713          *
1714          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1715          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1716          */
1717         min_objects = slub_min_objects;
1718         while (min_objects > 1) {
1719                 fraction = 8;
1720                 while (fraction >= 4) {
1721                         order = slab_order(size, min_objects,
1722                                                 slub_max_order, fraction);
1723                         if (order <= slub_max_order)
1724                                 return order;
1725                         fraction /= 2;
1726                 }
1727                 min_objects /= 2;
1728         }
1729
1730         /*
1731          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1732          * lets see if we can place a single object there.
1733          */
1734         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1735         if (order <= slub_max_order)
1736                 return order;
1737
1738         /*
1739          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1740          */
1741         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1742         if (order <= MAX_ORDER)
1743                 return order;
1744         return -ENOSYS;
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1749  */
1750 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1751                 unsigned long align, unsigned long size)
1752 {
1753         /*
1754          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1755          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1756          * large.
1757          *
1758          * The hardware cache alignment cannot override the
1759          * specified alignment though. If that is greater
1760          * then use it.
1761          */
1762         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1763                         size > cache_line_size() / 2)
1764                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1765
1766         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1767                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1768
1769         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1770 }
1771
1772 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1773 {
1774         n->nr_partial = 0;
1775         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1776         spin_lock_init(&n->list_lock);
1777         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1778         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1779 }
1780
1781 #ifdef CONFIG_NUMA
1782 /*
1783  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1784  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1785  * possible.
1786  *
1787  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1788  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1789  */
1790 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1791                                                                 int node)
1792 {
1793         struct page *page;
1794         struct kmem_cache_node *n;
1795
1796         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1797
1798         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1799         /* new_slab() disables interupts */
1800         local_irq_enable();
1801
1802         BUG_ON(!page);
1803         n = page->freelist;
1804         BUG_ON(!n);
1805         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1806         page->inuse++;
1807         kmalloc_caches->node[node] = n;
1808         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1809         init_kmem_cache_node(n);
1810         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1811         add_partial(n, page);
1812         return n;
1813 }
1814
1815 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1816 {
1817         int node;
1818
1819         for_each_online_node(node) {
1820                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1821                 if (n && n != &s->local_node)
1822                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1823                 s->node[node] = NULL;
1824         }
1825 }
1826
1827 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1828 {
1829         int node;
1830         int local_node;
1831
1832         if (slab_state >= UP)
1833                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1834         else
1835                 local_node = 0;
1836
1837         for_each_online_node(node) {
1838                 struct kmem_cache_node *n;
1839
1840                 if (local_node == node)
1841                         n = &s->local_node;
1842                 else {
1843                         if (slab_state == DOWN) {
1844                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1845                                                                 node);
1846                                 continue;
1847                         }
1848                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1849                                                         gfpflags, node);
1850
1851                         if (!n) {
1852                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1853                                 return 0;
1854                         }
1855
1856                 }
1857                 s->node[node] = n;
1858                 init_kmem_cache_node(n);
1859         }
1860         return 1;
1861 }
1862 #else
1863 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1864 {
1865 }
1866
1867 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1868 {
1869         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1870         return 1;
1871 }
1872 #endif
1873
1874 /*
1875  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1876  * a slab object.
1877  */
1878 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1879 {
1880         unsigned long flags = s->flags;
1881         unsigned long size = s->objsize;
1882         unsigned long align = s->align;
1883
1884         /*
1885          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1886          * the slab may touch the object after free or before allocation
1887          * then we should never poison the object itself.
1888          */
1889         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1890                         !s->ctor)
1891                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1892         else
1893                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1894
1895         /*
1896          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1897          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1898          * the possible location of the free pointer.
1899          */
1900         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1901
1902 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1903         /*
1904          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
1905          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1906          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
1907          */
1908         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1909                 size += sizeof(void *);
1910 #endif
1911
1912         /*
1913          * With that we have determined the number of bytes in actual use
1914          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
1915          */
1916         s->inuse = size;
1917
1918 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1919         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1920                 s->ctor)) {
1921                 /*
1922                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1923                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1924                  * kmem_cache_free.
1925                  *
1926                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1927                  * destructor or are poisoning the objects.
1928                  */
1929                 s->offset = size;
1930                 size += sizeof(void *);
1931         }
1932
1933         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1934                 /*
1935                  * Need to store information about allocs and frees after
1936                  * the object.
1937                  */
1938                 size += 2 * sizeof(struct track);
1939
1940         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1941                 /*
1942                  * Add some empty padding so that we can catch
1943                  * overwrites from earlier objects rather than let
1944                  * tracking information or the free pointer be
1945                  * corrupted if an user writes before the start
1946                  * of the object.
1947                  */
1948                 size += sizeof(void *);
1949 #endif
1950
1951         /*
1952          * Determine the alignment based on various parameters that the
1953          * user specified and the dynamic determination of cache line size
1954          * on bootup.
1955          */
1956         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1957
1958         /*
1959          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1960          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1961          * each object to conform to the alignment.
1962          */
1963         size = ALIGN(size, align);
1964         s->size = size;
1965
1966         s->order = calculate_order(size);
1967         if (s->order < 0)
1968                 return 0;
1969
1970         /*
1971          * Determine the number of objects per slab
1972          */
1973         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1974
1975         /*
1976          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1977          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1978          * more than 64k objects per slab.
1979          */
1980         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1981                 return 0;
1982         return 1;
1983
1984 }
1985
1986 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1987                 const char *name, size_t size,
1988                 size_t align, unsigned long flags,
1989                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1990 {
1991         memset(s, 0, kmem_size);
1992         s->name = name;
1993         s->ctor = ctor;
1994         s->objsize = size;
1995         s->flags = flags;
1996         s->align = align;
1997         kmem_cache_open_debug_check(s);
1998
1999         if (!calculate_sizes(s))
2000                 goto error;
2001
2002         s->refcount = 1;
2003 #ifdef CONFIG_NUMA
2004         s->defrag_ratio = 100;
2005 #endif
2006
2007         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2008                 return 1;
2009 error:
2010         if (flags & SLAB_PANIC)
2011                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2012                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2013                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2014                         s->offset, flags);
2015         return 0;
2016 }
2017 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
2018
2019 /*
2020  * Check if a given pointer is valid
2021  */
2022 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2023 {
2024         struct page * page;
2025
2026         page = get_object_page(object);
2027
2028         if (!page || s != page->slab)
2029                 /* No slab or wrong slab */
2030                 return 0;
2031
2032         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2033                 return 0;
2034
2035         /*
2036          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2037          * But this would be too expensive and it seems that the main
2038          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2039          * to a certain slab.
2040          */
2041         return 1;
2042 }
2043 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2044
2045 /*
2046  * Determine the size of a slab object
2047  */
2048 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2049 {
2050         return s->objsize;
2051 }
2052 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2053
2054 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2055 {
2056         return s->name;
2057 }
2058 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2059
2060 /*
2061  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2062  * were unable to free.
2063  */
2064 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2065                         struct list_head *list)
2066 {
2067         int slabs_inuse = 0;
2068         unsigned long flags;
2069         struct page *page, *h;
2070
2071         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2072         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2073                 if (!page->inuse) {
2074                         list_del(&page->lru);
2075                         discard_slab(s, page);
2076                 } else
2077                         slabs_inuse++;
2078         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2079         return slabs_inuse;
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Release all resources used by a slab cache.
2084  */
2085 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2086 {
2087         int node;
2088
2089         flush_all(s);
2090
2091         /* Attempt to free all objects */
2092         for_each_online_node(node) {
2093                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2094
2095                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2096                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2097                         return 1;
2098         }
2099         free_kmem_cache_nodes(s);
2100         return 0;
2101 }
2102
2103 /*
2104  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2105  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2106  */
2107 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2108 {
2109         down_write(&slub_lock);
2110         s->refcount--;
2111         if (!s->refcount) {
2112                 list_del(&s->list);
2113                 if (kmem_cache_close(s))
2114                         WARN_ON(1);
2115                 sysfs_slab_remove(s);
2116                 kfree(s);
2117         }
2118         up_write(&slub_lock);
2119 }
2120 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2121
2122 /********************************************************************
2123  *              Kmalloc subsystem
2124  *******************************************************************/
2125
2126 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
2127 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2128
2129 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2130 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
2131 #endif
2132
2133 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2134 {
2135         get_option (&str, &slub_min_order);
2136
2137         return 1;
2138 }
2139
2140 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2141
2142 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2143 {
2144         get_option (&str, &slub_max_order);
2145
2146         return 1;
2147 }
2148
2149 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2150
2151 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2152 {
2153         get_option (&str, &slub_min_objects);
2154
2155         return 1;
2156 }
2157
2158 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2159
2160 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2161 {
2162         slub_nomerge = 1;
2163         return 1;
2164 }
2165
2166 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2167
2168 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2169                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2170 {
2171         unsigned int flags = 0;
2172
2173         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2174                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2175
2176         down_write(&slub_lock);
2177         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2178                         flags, NULL))
2179                 goto panic;
2180
2181         list_add(&s->list, &slab_caches);
2182         up_write(&slub_lock);
2183         if (sysfs_slab_add(s))
2184                 goto panic;
2185         return s;
2186
2187 panic:
2188         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2189 }
2190
2191 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2192 {
2193         int index = kmalloc_index(size);
2194
2195         if (!index)
2196                 return NULL;
2197
2198         /* Allocation too large? */
2199         BUG_ON(index < 0);
2200
2201 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2202         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2203                 struct kmem_cache *s;
2204                 struct kmem_cache *x;
2205                 char *text;
2206                 size_t realsize;
2207
2208                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2209                 if (s)
2210                         return s;
2211
2212                 /* Dynamically create dma cache */
2213                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2214                 if (!x)
2215                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2216
2217                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2218                         realsize = 1 << index;
2219                 else {
2220                         if (index == 1)
2221                                 realsize = 96;
2222                         else
2223                                 realsize = 192;
2224                 }
2225
2226                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2227                                 (unsigned int)realsize);
2228                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2229                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2230                 return s;
2231         }
2232 #endif
2233         return &kmalloc_caches[index];
2234 }
2235
2236 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2237 {
2238         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2239
2240         if (s)
2241                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2242         return NULL;
2243 }
2244 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2245
2246 #ifdef CONFIG_NUMA
2247 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2248 {
2249         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2250
2251         if (s)
2252                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2253         return NULL;
2254 }
2255 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2256 #endif
2257
2258 size_t ksize(const void *object)
2259 {
2260         struct page *page = get_object_page(object);
2261         struct kmem_cache *s;
2262
2263         BUG_ON(!page);
2264         s = page->slab;
2265         BUG_ON(!s);
2266
2267         /*
2268          * Debugging requires use of the padding between object
2269          * and whatever may come after it.
2270          */
2271         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2272                 return s->objsize;
2273
2274         /*
2275          * If we have the need to store the freelist pointer
2276          * back there or track user information then we can
2277          * only use the space before that information.
2278          */
2279         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2280                 return s->inuse;
2281
2282         /*
2283          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2284          */
2285         return s->size;
2286 }
2287 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2288
2289 void kfree(const void *x)
2290 {
2291         struct kmem_cache *s;
2292         struct page *page;
2293
2294         if (!x)
2295                 return;
2296
2297         page = virt_to_head_page(x);
2298         s = page->slab;
2299
2300         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2301 }
2302 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2303
2304 /*
2305  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2306  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2307  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2308  * and thus they can be removed from the partial lists.
2309  *
2310  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2311  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2312  * are freed in them.
2313  */
2314 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2315 {
2316         int node;
2317         int i;
2318         struct kmem_cache_node *n;
2319         struct page *page;
2320         struct page *t;
2321         struct list_head *slabs_by_inuse =
2322                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2323         unsigned long flags;
2324
2325         if (!slabs_by_inuse)
2326                 return -ENOMEM;
2327
2328         flush_all(s);
2329         for_each_online_node(node) {
2330                 n = get_node(s, node);
2331
2332                 if (!n->nr_partial)
2333                         continue;
2334
2335                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2336                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2337
2338                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2339
2340                 /*
2341                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2342                  *
2343                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2344                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2345                  */
2346                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2347                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2348                                 /*
2349                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2350                                  * may have freed the last object and be
2351                                  * waiting to release the slab.
2352                                  */
2353                                 list_del(&page->lru);
2354                                 n->nr_partial--;
2355                                 slab_unlock(page);
2356                                 discard_slab(s, page);
2357                         } else {
2358                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2359                                         list_move(&page->lru,
2360                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2361                         }
2362                 }
2363
2364                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2365                         goto out;
2366
2367                 /*
2368                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2369                  * first and the least used slabs at the end.
2370                  */
2371                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2372                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2373
2374         out:
2375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2376         }
2377
2378         kfree(slabs_by_inuse);
2379         return 0;
2380 }
2381 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2382
2383 /**
2384  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2385  * @p: object to reallocate memory for.
2386  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2387  * @flags: the type of memory to allocate.
2388  *
2389  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2390  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2391  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2392  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2393  */
2394 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2395 {
2396         void *ret;
2397         size_t ks;
2398
2399         if (unlikely(!p))
2400                 return kmalloc(new_size, flags);
2401
2402         if (unlikely(!new_size)) {
2403                 kfree(p);
2404                 return NULL;
2405         }
2406
2407         ks = ksize(p);
2408         if (ks >= new_size)
2409                 return (void *)p;
2410
2411         ret = kmalloc(new_size, flags);
2412         if (ret) {
2413                 memcpy(ret, p, min(new_size, ks));
2414                 kfree(p);
2415         }
2416         return ret;
2417 }
2418 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2419
2420 /********************************************************************
2421  *                      Basic setup of slabs
2422  *******************************************************************/
2423
2424 void __init kmem_cache_init(void)
2425 {
2426         int i;
2427
2428 #ifdef CONFIG_NUMA
2429         /*
2430          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2431          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2432          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2433          */
2434         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2435                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2436 #endif
2437
2438         /* Able to allocate the per node structures */
2439         slab_state = PARTIAL;
2440
2441         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2442         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2443                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2444         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2445                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2446
2447         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2448                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2449                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2450
2451         slab_state = UP;
2452
2453         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2454         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2455                 kmalloc_caches[i]. name =
2456                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2457
2458 #ifdef CONFIG_SMP
2459         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2460 #endif
2461
2462         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2463                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2464
2465         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2466                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2467                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, cache_line_size(),
2468                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2469                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Find a mergeable slab cache
2474  */
2475 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2476 {
2477         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2478                 return 1;
2479
2480         if (s->ctor)
2481                 return 1;
2482
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2487                 size_t align, unsigned long flags,
2488                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2489 {
2490         struct list_head *h;
2491
2492         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2493                 return NULL;
2494
2495         if (ctor)
2496                 return NULL;
2497
2498         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2499         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2500         size = ALIGN(size, align);
2501
2502         list_for_each(h, &slab_caches) {
2503                 struct kmem_cache *s =
2504                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2505
2506                 if (slab_unmergeable(s))
2507                         continue;
2508
2509                 if (size > s->size)
2510                         continue;
2511
2512                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2513                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2514                                 continue;
2515                 /*
2516                  * Check if alignment is compatible.
2517                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2518                  */
2519                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2520                         continue;
2521
2522                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2523                         continue;
2524
2525                 return s;
2526         }
2527         return NULL;
2528 }
2529
2530 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2531                 size_t align, unsigned long flags,
2532                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2533                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2534 {
2535         struct kmem_cache *s;
2536
2537         BUG_ON(dtor);
2538         down_write(&slub_lock);
2539         s = find_mergeable(size, align, flags, ctor);
2540         if (s) {
2541                 s->refcount++;
2542                 /*
2543                  * Adjust the object sizes so that we clear
2544                  * the complete object on kzalloc.
2545                  */
2546                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2547                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2548                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2549                         goto err;
2550         } else {
2551                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2552                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2553                                 size, align, flags, ctor)) {
2554                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2555                                 kfree(s);
2556                                 goto err;
2557                         }
2558                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2559                 } else
2560                         kfree(s);
2561         }
2562         up_write(&slub_lock);
2563         return s;
2564
2565 err:
2566         up_write(&slub_lock);
2567         if (flags & SLAB_PANIC)
2568                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2569         else
2570                 s = NULL;
2571         return s;
2572 }
2573 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2574
2575 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2576 {
2577         void *x;
2578
2579         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2580         if (x)
2581                 memset(x, 0, s->objsize);
2582         return x;
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2585
2586 #ifdef CONFIG_SMP
2587 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2588 {
2589         struct list_head *h;
2590
2591         down_read(&slub_lock);
2592         list_for_each(h, &slab_caches) {
2593                 struct kmem_cache *s =
2594                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2595
2596                 func(s, cpu);
2597         }
2598         up_read(&slub_lock);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2603  * necessary.
2604  */
2605 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2606                 unsigned long action, void *hcpu)
2607 {
2608         long cpu = (long)hcpu;
2609
2610         switch (action) {
2611         case CPU_UP_CANCELED:
2612         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2613         case CPU_DEAD:
2614         case CPU_DEAD_FROZEN:
2615                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2616                 break;
2617         default:
2618                 break;
2619         }
2620         return NOTIFY_OK;
2621 }
2622
2623 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2624         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2625
2626 #endif
2627
2628 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2629 {
2630         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2631
2632         if (!s)
2633                 return NULL;
2634
2635         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2636 }
2637
2638 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2639                                         int node, void *caller)
2640 {
2641         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2642
2643         if (!s)
2644                 return NULL;
2645
2646         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2647 }
2648
2649 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2650 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2651 {
2652         void *p;
2653         void *addr = page_address(page);
2654         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2655
2656         if (!check_slab(s, page) ||
2657                         !on_freelist(s, page, NULL))
2658                 return 0;
2659
2660         /* Now we know that a valid freelist exists */
2661         bitmap_zero(map, s->objects);
2662
2663         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2664                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2665                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2666                         return 0;
2667         }
2668
2669         for_each_object(p, s, addr)
2670                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2671                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2672                                 return 0;
2673         return 1;
2674 }
2675
2676 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2677 {
2678         if (slab_trylock(page)) {
2679                 validate_slab(s, page);
2680                 slab_unlock(page);
2681         } else
2682                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2683                         s->name, page);
2684
2685         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2686                 if (!SlabDebug(page))
2687                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
2688                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2689         } else {
2690                 if (SlabDebug(page))
2691                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
2692                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2693         }
2694 }
2695
2696 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2697 {
2698         unsigned long count = 0;
2699         struct page *page;
2700         unsigned long flags;
2701
2702         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2703
2704         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2705                 validate_slab_slab(s, page);
2706                 count++;
2707         }
2708         if (count != n->nr_partial)
2709                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2710                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2711
2712         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2713                 goto out;
2714
2715         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2716                 validate_slab_slab(s, page);
2717                 count++;
2718         }
2719         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2720                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2721                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2722                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2723
2724 out:
2725         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2726         return count;
2727 }
2728
2729 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2730 {
2731         int node;
2732         unsigned long count = 0;
2733
2734         flush_all(s);
2735         for_each_online_node(node) {
2736                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2737
2738                 count += validate_slab_node(s, n);
2739         }
2740         return count;
2741 }
2742
2743 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2744 static void resiliency_test(void)
2745 {
2746         u8 *p;
2747
2748         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2749         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2750         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2751
2752         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2753         p[16] = 0x12;
2754         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2755                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2756
2757         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2758
2759         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2760         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2761         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2762         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2763                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2764         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2765
2766         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2767         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2768         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2769         *p = 0x56;
2770         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2771                                                                         p);
2772         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2773         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2774
2775         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2776         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2777         kfree(p);
2778         *p = 0x78;
2779         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2780         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2781
2782         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2783         kfree(p);
2784         p[50] = 0x9a;
2785         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2786         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2787
2788         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2789         kfree(p);
2790         p[512] = 0xab;
2791         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2792         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2793 }
2794 #else
2795 static void resiliency_test(void) {};
2796 #endif
2797
2798 /*
2799  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
2800  * and freed.
2801  */
2802
2803 struct location {
2804         unsigned long count;
2805         void *addr;
2806         long long sum_time;
2807         long min_time;
2808         long max_time;
2809         long min_pid;
2810         long max_pid;
2811         cpumask_t cpus;
2812         nodemask_t nodes;
2813 };
2814
2815 struct loc_track {
2816         unsigned long max;
2817         unsigned long count;
2818         struct location *loc;
2819 };
2820
2821 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2822 {
2823         if (t->max)
2824                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2825                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2826 }
2827
2828 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2829 {
2830         struct location *l;
2831         int order;
2832
2833         if (!max)
2834                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2835
2836         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2837
2838         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2839
2840         if (!l)
2841                 return 0;
2842
2843         if (t->count) {
2844                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2845                 free_loc_track(t);
2846         }
2847         t->max = max;
2848         t->loc = l;
2849         return 1;
2850 }
2851
2852 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2853                                 const struct track *track)
2854 {
2855         long start, end, pos;
2856         struct location *l;
2857         void *caddr;
2858         unsigned long age = jiffies - track->when;
2859
2860         start = -1;
2861         end = t->count;
2862
2863         for ( ; ; ) {
2864                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2865
2866                 /*
2867                  * There is nothing at "end". If we end up there
2868                  * we need to add something to before end.
2869                  */
2870                 if (pos == end)
2871                         break;
2872
2873                 caddr = t->loc[pos].addr;
2874                 if (track->addr == caddr) {
2875
2876                         l = &t->loc[pos];
2877                         l->count++;
2878                         if (track->when) {
2879                                 l->sum_time += age;
2880                                 if (age < l->min_time)
2881                                         l->min_time = age;
2882                                 if (age > l->max_time)
2883                                         l->max_time = age;
2884
2885                                 if (track->pid < l->min_pid)
2886                                         l->min_pid = track->pid;
2887                                 if (track->pid > l->max_pid)
2888                                         l->max_pid = track->pid;
2889
2890                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2891                         }
2892                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2893                         return 1;
2894                 }
2895
2896                 if (track->addr < caddr)
2897                         end = pos;
2898                 else
2899                         start = pos;
2900         }
2901
2902         /*
2903          * Not found. Insert new tracking element.
2904          */
2905         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2906                 return 0;
2907
2908         l = t->loc + pos;
2909         if (pos < t->count)
2910                 memmove(l + 1, l,
2911                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2912         t->count++;
2913         l->count = 1;
2914         l->addr = track->addr;
2915         l->sum_time = age;
2916         l->min_time = age;
2917         l->max_time = age;
2918         l->min_pid = track->pid;
2919         l->max_pid = track->pid;
2920         cpus_clear(l->cpus);
2921         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2922         nodes_clear(l->nodes);
2923         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2924         return 1;
2925 }
2926
2927 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2928                 struct page *page, enum track_item alloc)
2929 {
2930         void *addr = page_address(page);
2931         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2932         void *p;
2933
2934         bitmap_zero(map, s->objects);
2935         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2936                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2937
2938         for_each_object(p, s, addr)
2939                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2940                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
2941 }
2942
2943 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2944                                         enum track_item alloc)
2945 {
2946         int n = 0;
2947         unsigned long i;
2948         struct loc_track t;
2949         int node;
2950
2951         t.count = 0;
2952         t.max = 0;
2953
2954         /* Push back cpu slabs */
2955         flush_all(s);
2956
2957         for_each_online_node(node) {
2958                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2959                 unsigned long flags;
2960                 struct page *page;
2961
2962                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2963                         continue;
2964
2965                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2966                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2967                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2968                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2969                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2970                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2971         }
2972
2973         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2974                 struct location *l = &t.loc[i];
2975
2976                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2977                         break;
2978                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
2979
2980                 if (l->addr)
2981                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
2982                 else
2983                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2984
2985                 if (l->sum_time != l->min_time) {
2986                         unsigned long remainder;
2987
2988                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
2989                         l->min_time,
2990                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
2991                         l->max_time);
2992                 } else
2993                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
2994                                 l->min_time);
2995
2996                 if (l->min_pid != l->max_pid)
2997                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
2998                                 l->min_pid, l->max_pid);
2999                 else
3000                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3001                                 l->min_pid);
3002
3003                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus)) {
3004                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3005                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3006                                         l->cpus);
3007                 }
3008
3009                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes)) {
3010                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3011                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3012                                         l->nodes);
3013                 }
3014
3015                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3016         }
3017
3018         free_loc_track(&t);
3019         if (!t.count)
3020                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3021         return n;
3022 }
3023
3024 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3025 {
3026         unsigned long flags;
3027         unsigned long x = 0;
3028         struct page *page;
3029
3030         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3031         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3032                 x += page->inuse;
3033         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3034         return x;
3035 }
3036
3037 enum slab_stat_type {
3038         SL_FULL,
3039         SL_PARTIAL,
3040         SL_CPU,
3041         SL_OBJECTS
3042 };
3043
3044 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3045 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3046 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3047 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3048
3049 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3050                         char *buf, unsigned long flags)
3051 {
3052         unsigned long total = 0;
3053         int cpu;
3054         int node;
3055         int x;
3056         unsigned long *nodes;
3057         unsigned long *per_cpu;
3058
3059         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3060         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3061
3062         for_each_possible_cpu(cpu) {
3063                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
3064                 int node;
3065
3066                 if (page) {
3067                         node = page_to_nid(page);
3068                         if (flags & SO_CPU) {
3069                                 int x = 0;
3070
3071                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3072                                         x = page->inuse;
3073                                 else
3074                                         x = 1;
3075                                 total += x;
3076                                 nodes[node] += x;
3077                         }
3078                         per_cpu[node]++;
3079                 }
3080         }
3081
3082         for_each_online_node(node) {
3083                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3084
3085                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3086                         if (flags & SO_OBJECTS)
3087                                 x = count_partial(n);
3088                         else
3089                                 x = n->nr_partial;
3090                         total += x;
3091                         nodes[node] += x;
3092                 }
3093
3094                 if (flags & SO_FULL) {
3095                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
3096                                         - per_cpu[node]
3097                                         - n->nr_partial;
3098
3099                         if (flags & SO_OBJECTS)
3100                                 x = full_slabs * s->objects;
3101                         else
3102                                 x = full_slabs;
3103                         total += x;
3104                         nodes[node] += x;
3105                 }
3106         }
3107
3108         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3109 #ifdef CONFIG_NUMA
3110         for_each_online_node(node)
3111                 if (nodes[node])
3112                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3113                                         node, nodes[node]);
3114 #endif
3115         kfree(nodes);
3116         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3117 }
3118
3119 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3120 {
3121         int node;
3122         int cpu;
3123
3124         for_each_possible_cpu(cpu)
3125                 if (s->cpu_slab[cpu])
3126                         return 1;
3127
3128         for_each_node(node) {
3129                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3130
3131                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
3132                         return 1;
3133         }
3134         return 0;
3135 }
3136
3137 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3138 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3139
3140 struct slab_attribute {
3141         struct attribute attr;
3142         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3143         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3144 };
3145
3146 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3147         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3148
3149 #define SLAB_ATTR(_name) \
3150         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3151         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3152
3153 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3154 {
3155         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3156 }
3157 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3158
3159 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3160 {
3161         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3162 }
3163 SLAB_ATTR_RO(align);
3164
3165 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3166 {
3167         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3168 }
3169 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3170
3171 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3172 {
3173         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3174 }
3175 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3176
3177 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3178 {
3179         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3180 }
3181 SLAB_ATTR_RO(order);
3182
3183 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3184 {
3185         if (s->ctor) {
3186                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3187
3188                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3189         }
3190         return 0;
3191 }
3192 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3193
3194 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3195 {
3196         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3197 }
3198 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3199
3200 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3201 {
3202         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3203 }
3204 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3205
3206 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3207 {
3208         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3209 }
3210 SLAB_ATTR_RO(partial);
3211
3212 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3213 {
3214         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3215 }
3216 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3217
3218 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3219 {
3220         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3221 }
3222 SLAB_ATTR_RO(objects);
3223
3224 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3225 {
3226         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3227 }
3228
3229 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3230                                 const char *buf, size_t length)
3231 {
3232         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3233         if (buf[0] == '1')
3234                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3235         return length;
3236 }
3237 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3238
3239 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3240 {
3241         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3242 }
3243
3244 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3245                                                         size_t length)
3246 {
3247         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3248         if (buf[0] == '1')
3249                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3250         return length;
3251 }
3252 SLAB_ATTR(trace);
3253
3254 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3255 {
3256         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3257 }
3258
3259 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3260                                 const char *buf, size_t length)
3261 {
3262         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3263         if (buf[0] == '1')
3264                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3265         return length;
3266 }
3267 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3268
3269 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3270 {
3271         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3272 }
3273 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3274
3275 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3276 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3277 {
3278         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3279 }
3280 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3281 #endif
3282
3283 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3284 {
3285         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3286 }
3287 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3288
3289 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3290 {
3291         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3292 }
3293
3294 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3295                                 const char *buf, size_t length)
3296 {
3297         if (any_slab_objects(s))
3298                 return -EBUSY;
3299
3300         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3301         if (buf[0] == '1')
3302                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3303         calculate_sizes(s);
3304         return length;
3305 }
3306 SLAB_ATTR(red_zone);
3307
3308 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3309 {
3310         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3311 }
3312
3313 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3314                                 const char *buf, size_t length)
3315 {
3316         if (any_slab_objects(s))
3317                 return -EBUSY;
3318
3319         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3320         if (buf[0] == '1')
3321                 s->flags |= SLAB_POISON;
3322         calculate_sizes(s);
3323         return length;
3324 }
3325 SLAB_ATTR(poison);
3326
3327 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3328 {
3329         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3330 }
3331
3332 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3333                                 const char *buf, size_t length)
3334 {
3335         if (any_slab_objects(s))
3336                 return -EBUSY;
3337
3338         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3339         if (buf[0] == '1')
3340                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3341         calculate_sizes(s);
3342         return length;
3343 }
3344 SLAB_ATTR(store_user);
3345
3346 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3347 {
3348         return 0;
3349 }
3350
3351 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3352                         const char *buf, size_t length)
3353 {
3354         if (buf[0] == '1')
3355                 validate_slab_cache(s);
3356         else
3357                 return -EINVAL;
3358         return length;
3359 }
3360 SLAB_ATTR(validate);
3361
3362 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3363 {
3364         return 0;
3365 }
3366
3367 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3368                         const char *buf, size_t length)
3369 {
3370         if (buf[0] == '1') {
3371                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3372
3373                 if (rc)
3374                         return rc;
3375         } else
3376                 return -EINVAL;
3377         return length;
3378 }
3379 SLAB_ATTR(shrink);
3380
3381 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3382 {
3383         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3384                 return -ENOSYS;
3385         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3386 }
3387 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3388
3389 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3390 {
3391         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3392                 return -ENOSYS;
3393         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3394 }
3395 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3396
3397 #ifdef CONFIG_NUMA
3398 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3399 {
3400         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3401 }
3402
3403 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3404                                 const char *buf, size_t length)
3405 {
3406         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3407
3408         if (n < 100)
3409                 s->defrag_ratio = n * 10;
3410         return length;
3411 }
3412 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3413 #endif
3414
3415 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3416         &slab_size_attr.attr,
3417         &object_size_attr.attr,
3418         &objs_per_slab_attr.attr,
3419         &order_attr.attr,
3420         &objects_attr.attr,
3421         &slabs_attr.attr,
3422         &partial_attr.attr,
3423         &cpu_slabs_attr.attr,
3424         &ctor_attr.attr,
3425         &aliases_attr.attr,
3426         &align_attr.attr,
3427         &sanity_checks_attr.attr,
3428         &trace_attr.attr,
3429         &hwcache_align_attr.attr,
3430         &reclaim_account_attr.attr,
3431         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3432         &red_zone_attr.attr,
3433         &poison_attr.attr,
3434         &store_user_attr.attr,
3435         &validate_attr.attr,
3436         &shrink_attr.attr,
3437         &alloc_calls_attr.attr,
3438         &free_calls_attr.attr,
3439 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3440         &cache_dma_attr.attr,
3441 #endif
3442 #ifdef CONFIG_NUMA
3443         &defrag_ratio_attr.attr,
3444 #endif
3445         NULL
3446 };
3447
3448 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3449         .attrs = slab_attrs,
3450 };
3451
3452 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3453                                 struct attribute *attr,
3454                                 char *buf)
3455 {
3456         struct slab_attribute *attribute;
3457         struct kmem_cache *s;
3458         int err;
3459
3460         attribute = to_slab_attr(attr);
3461         s = to_slab(kobj);
3462
3463         if (!attribute->show)
3464                 return -EIO;
3465
3466         err = attribute->show(s, buf);
3467
3468         return err;
3469 }
3470
3471 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3472                                 struct attribute *attr,
3473                                 const char *buf, size_t len)
3474 {
3475         struct slab_attribute *attribute;
3476         struct kmem_cache *s;
3477         int err;
3478
3479         attribute = to_slab_attr(attr);
3480         s = to_slab(kobj);
3481
3482         if (!attribute->store)
3483                 return -EIO;
3484
3485         err = attribute->store(s, buf, len);
3486
3487         return err;
3488 }
3489
3490 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3491         .show = slab_attr_show,
3492         .store = slab_attr_store,
3493 };
3494
3495 static struct kobj_type slab_ktype = {
3496         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3497 };
3498
3499 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3500 {
3501         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3502
3503         if (ktype == &slab_ktype)
3504                 return 1;
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3509         .filter = uevent_filter,
3510 };
3511
3512 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3513
3514 #define ID_STR_LENGTH 64
3515
3516 /* Create a unique string id for a slab cache:
3517  * format
3518  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3519  */
3520 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3521 {
3522         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3523         char *p = name;
3524
3525         BUG_ON(!name);
3526
3527         *p++ = ':';
3528         /*
3529          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3530          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3531          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3532          * are matched during merging to guarantee that the id is
3533          * unique.
3534          */
3535         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3536                 *p++ = 'd';
3537         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3538                 *p++ = 'a';
3539         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3540                 *p++ = 'F';
3541         if (p != name + 1)
3542                 *p++ = '-';
3543         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3544         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3545         return name;
3546 }
3547
3548 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3549 {
3550         int err;
3551         const char *name;
3552         int unmergeable;
3553
3554         if (slab_state < SYSFS)
3555                 /* Defer until later */
3556                 return 0;
3557
3558         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3559         if (unmergeable) {
3560                 /*
3561                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3562                  * This is typically the case for debug situations. In that
3563                  * case we can catch duplicate names easily.
3564                  */
3565                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3566                 name = s->name;
3567         } else {
3568                 /*
3569                  * Create a unique name for the slab as a target
3570                  * for the symlinks.
3571                  */
3572                 name = create_unique_id(s);
3573         }
3574
3575         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3576         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3577         kobject_init(&s->kobj);
3578         err = kobject_add(&s->kobj);
3579         if (err)
3580                 return err;
3581
3582         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3583         if (err)
3584                 return err;
3585         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3586         if (!unmergeable) {
3587                 /* Setup first alias */
3588                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3589                 kfree(name);
3590         }
3591         return 0;
3592 }
3593
3594 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3595 {
3596         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3597         kobject_del(&s->kobj);
3598 }
3599
3600 /*
3601  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3602  * available lest we loose that information.
3603  */
3604 struct saved_alias {
3605         struct kmem_cache *s;
3606         const char *name;
3607         struct saved_alias *next;
3608 };
3609
3610 struct saved_alias *alias_list;
3611
3612 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3613 {
3614         struct saved_alias *al;
3615
3616         if (slab_state == SYSFS) {
3617                 /*
3618                  * If we have a leftover link then remove it.
3619                  */
3620                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3621                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3622                                                 &s->kobj, name);
3623         }
3624
3625         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3626         if (!al)
3627                 return -ENOMEM;
3628
3629         al->s = s;
3630         al->name = name;
3631         al->next = alias_list;
3632         alias_list = al;
3633         return 0;
3634 }
3635
3636 static int __init slab_sysfs_init(void)
3637 {
3638         struct list_head *h;
3639         int err;
3640
3641         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3642         if (err) {
3643                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3644                 return -ENOSYS;
3645         }
3646
3647         slab_state = SYSFS;
3648
3649         list_for_each(h, &slab_caches) {
3650                 struct kmem_cache *s =
3651                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
3652
3653                 err = sysfs_slab_add(s);
3654                 BUG_ON(err);
3655         }
3656
3657         while (alias_list) {
3658                 struct saved_alias *al = alias_list;
3659
3660                 alias_list = alias_list->next;
3661                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3662                 BUG_ON(err);
3663                 kfree(al);
3664         }
3665
3666         resiliency_test();
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 __initcall(slab_sysfs_init);
3671 #endif