SLUB: Free slabs and sort partial slab lists in kmem_cache_shrink
[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.
70  * There is no list for full slabs. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * Otherwise there is no need to track full slabs unless we have to
73  * track full slabs for debugging purposes.
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 used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
85  * PageError            Slab requires special handling due to debug
86  *                      options set. This moves slab handling out of
87  *                      the fast path.
88  */
89
90 /*
91  * Issues still to be resolved:
92  *
93  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
94  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
95  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline.so at
96  *   max 16 cpus could compete. Likely okay.
97  *
98  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
99  *
100  * - SLAB_DEBUG_INITIAL is not supported but I have never seen a use of
101  *   it.
102  *
103  * - Variable sizing of the per node arrays
104  */
105
106 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
107 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
108
109 #if PAGE_SHIFT <= 12
110
111 /*
112  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
113  */
114 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
115 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
116
117 #else
118
119 /*
120  * Large page machines are customarily able to handle larger
121  * page orders.
122  */
123 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
124 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
125
126 #endif
127
128 /*
129  * Flags from the regular SLAB that SLUB does not support:
130  */
131 #define SLUB_UNIMPLEMENTED (SLAB_DEBUG_INITIAL)
132
133 /*
134  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
135  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
136  */
137 #define MIN_PARTIAL 2
138
139 /*
140  * Maximum number of desirable partial slabs.
141  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
142  * sort the partial list by the number of objects in the.
143  */
144 #define MAX_PARTIAL 10
145
146 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
147                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
148 /*
149  * Set of flags that will prevent slab merging
150  */
151 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
152                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
153
154 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
155                 SLAB_CACHE_DMA)
156
157 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
158 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
159 #endif
160
161 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
163 #endif
164
165 /* Internal SLUB flags */
166 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
167
168 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
169
170 #ifdef CONFIG_SMP
171 static struct notifier_block slab_notifier;
172 #endif
173
174 static enum {
175         DOWN,           /* No slab functionality available */
176         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
177         UP,             /* Everything works */
178         SYSFS           /* Sysfs up */
179 } slab_state = DOWN;
180
181 /* A list of all slab caches on the system */
182 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
183 LIST_HEAD(slab_caches);
184
185 #ifdef CONFIG_SYSFS
186 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
187 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
188 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
189 #else
190 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
191 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
192 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
193 #endif
194
195 /********************************************************************
196  *                      Core slab cache functions
197  *******************************************************************/
198
199 int slab_is_available(void)
200 {
201         return slab_state >= UP;
202 }
203
204 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
205 {
206 #ifdef CONFIG_NUMA
207         return s->node[node];
208 #else
209         return &s->local_node;
210 #endif
211 }
212
213 /*
214  * Object debugging
215  */
216 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
217 {
218         int i, offset;
219         int newline = 1;
220         char ascii[17];
221
222         ascii[16] = 0;
223
224         for (i = 0; i < length; i++) {
225                 if (newline) {
226                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
227                         newline = 0;
228                 }
229                 printk(" %02x", addr[i]);
230                 offset = i % 16;
231                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
232                 if (offset == 15) {
233                         printk(" %s\n",ascii);
234                         newline = 1;
235                 }
236         }
237         if (!newline) {
238                 i %= 16;
239                 while (i < 16) {
240                         printk("   ");
241                         ascii[i] = ' ';
242                         i++;
243                 }
244                 printk(" %s\n", ascii);
245         }
246 }
247
248 /*
249  * Slow version of get and set free pointer.
250  *
251  * This requires touching the cache lines of kmem_cache.
252  * The offset can also be obtained from the page. In that
253  * case it is in the cacheline that we already need to touch.
254  */
255 static void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
256 {
257         return *(void **)(object + s->offset);
258 }
259
260 static void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
261 {
262         *(void **)(object + s->offset) = fp;
263 }
264
265 /*
266  * Tracking user of a slab.
267  */
268 struct track {
269         void *addr;             /* Called from address */
270         int cpu;                /* Was running on cpu */
271         int pid;                /* Pid context */
272         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
273 };
274
275 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
276
277 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
278         enum track_item alloc)
279 {
280         struct track *p;
281
282         if (s->offset)
283                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
284         else
285                 p = object + s->inuse;
286
287         return p + alloc;
288 }
289
290 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
291                                 enum track_item alloc, void *addr)
292 {
293         struct track *p;
294
295         if (s->offset)
296                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
297         else
298                 p = object + s->inuse;
299
300         p += alloc;
301         if (addr) {
302                 p->addr = addr;
303                 p->cpu = smp_processor_id();
304                 p->pid = current ? current->pid : -1;
305                 p->when = jiffies;
306         } else
307                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
308 }
309
310 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
311 {
312         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
313                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
314                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
315         }
316 }
317
318 static void print_track(const char *s, struct track *t)
319 {
320         if (!t->addr)
321                 return;
322
323         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
324         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
325         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
326 }
327
328 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
329 {
330         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
331
332         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
333                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
334                         s->inuse - s->objsize);
335
336         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
337                         p + s->offset,
338                         get_freepointer(s, p));
339
340         if (s->offset)
341                 off = s->offset + sizeof(void *);
342         else
343                 off = s->inuse;
344
345         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
346                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
347                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
348                 off += 2 * sizeof(struct track);
349         }
350
351         if (off != s->size)
352                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
353                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
354 }
355
356 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
357                         u8 *object, char *reason)
358 {
359         u8 *addr = page_address(page);
360
361         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
362                         s->name, reason, object, page);
363         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
364                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
365         if (object > addr + 16)
366                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
367         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
368         print_trailer(s, object);
369         dump_stack();
370 }
371
372 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
373 {
374         va_list args;
375         char buf[100];
376
377         va_start(args, reason);
378         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
379         va_end(args);
380         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
381                 page);
382         dump_stack();
383 }
384
385 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
386 {
387         u8 *p = object;
388
389         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
390                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
391                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
392         }
393
394         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
395                 memset(p + s->objsize,
396                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
397                         s->inuse - s->objsize);
398 }
399
400 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
401 {
402         while (bytes) {
403                 if (*start != (u8)value)
404                         return 0;
405                 start++;
406                 bytes--;
407         }
408         return 1;
409 }
410
411
412 static int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s, struct page *page,
413                                          void *object)
414 {
415         void *base;
416
417         if (!object)
418                 return 1;
419
420         base = page_address(page);
421         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
422                 (object - base) % s->size) {
423                 return 0;
424         }
425
426         return 1;
427 }
428
429 /*
430  * Object layout:
431  *
432  * object address
433  *      Bytes of the object to be managed.
434  *      If the freepointer may overlay the object then the free
435  *      pointer is the first word of the object.
436  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
437  *      0xa5 (POISON_END)
438  *
439  * object + s->objsize
440  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
441  *      Padding is extended to word size if Redzoning is enabled
442  *      and objsize == inuse.
443  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
444  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
445  *
446  * object + s->inuse
447  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
448  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
449  *      C. Padding to reach required alignment boundary
450  *              Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
451  *
452  * object + s->size
453  *
454  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are to
455  * be ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
456  * may be used with merged slabcaches.
457  */
458
459 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
460                                                 void *from, void *to)
461 {
462         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
463                 s->name, message, data, from, to - 1);
464         memset(from, data, to - from);
465 }
466
467 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
468 {
469         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
470
471         if (s->offset)
472                 /* Freepointer is placed after the object. */
473                 off += sizeof(void *);
474
475         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
476                 /* We also have user information there */
477                 off += 2 * sizeof(struct track);
478
479         if (s->size == off)
480                 return 1;
481
482         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
483                 return 1;
484
485         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
486
487         /*
488          * Restore padding
489          */
490         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
491         return 0;
492 }
493
494 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
495 {
496         u8 *p;
497         int length, remainder;
498
499         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
500                 return 1;
501
502         p = page_address(page);
503         length = s->objects * s->size;
504         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
505         if (!remainder)
506                 return 1;
507
508         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
509                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s slab 0x%p: Padding fails check\n",
510                         s->name, p);
511                 dump_stack();
512                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
513                         p + length + remainder);
514                 return 0;
515         }
516         return 1;
517 }
518
519 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
520                                         void *object, int active)
521 {
522         u8 *p = object;
523         u8 *endobject = object + s->objsize;
524
525         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
526                 unsigned int red =
527                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
528
529                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
530                         object_err(s, page, object,
531                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
532                         restore_bytes(s, "redzone", red,
533                                 endobject, object + s->inuse);
534                         return 0;
535                 }
536         } else {
537                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
538                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
539                                         s->inuse - s->objsize)) {
540                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
541                 /*
542                  * Fix it so that there will not be another report.
543                  *
544                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
545                  * to be longer than allowed.
546                  */
547                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
548                         endobject, object + s->inuse);
549                 }
550         }
551
552         if (s->flags & SLAB_POISON) {
553                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
554                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
555                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
556
557                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
558                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
559                                                 p, p + s->objsize -1);
560                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
561                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
562                         return 0;
563                 }
564                 /*
565                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
566                  */
567                 check_pad_bytes(s, page, p);
568         }
569
570         if (!s->offset && active)
571                 /*
572                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
573                  * freepointer while object is allocated.
574                  */
575                 return 1;
576
577         /* Check free pointer validity */
578         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
579                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
580                 /*
581                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
582                  * of the free objects in this slab. May cause
583                  * another error because the object count maybe
584                  * wrong now.
585                  */
586                 set_freepointer(s, p, NULL);
587                 return 0;
588         }
589         return 1;
590 }
591
592 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
593 {
594         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
595
596         if (!PageSlab(page)) {
597                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s Not a valid slab page @0x%p "
598                         "flags=%lx mapping=0x%p count=%d \n",
599                         s->name, page, page->flags, page->mapping,
600                         page_count(page));
601                 return 0;
602         }
603         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
604                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s Corrupted offset %lu in slab @0x%p"
605                         " flags=0x%lx mapping=0x%p count=%d\n",
606                         s->name,
607                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
608                         page,
609                         page->flags,
610                         page->mapping,
611                         page_count(page));
612                 dump_stack();
613                 return 0;
614         }
615         if (page->inuse > s->objects) {
616                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s Inuse %u > max %u in slab "
617                         "page @0x%p flags=%lx mapping=0x%p count=%d\n",
618                         s->name, page->inuse, s->objects, page, page->flags,
619                         page->mapping, page_count(page));
620                 dump_stack();
621                 return 0;
622         }
623         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
624         slab_pad_check(s, page);
625         return 1;
626 }
627
628 /*
629  * Determine if a certain object on a page is on the freelist and
630  * therefore free. Must hold the slab lock for cpu slabs to
631  * guarantee that the chains are consistent.
632  */
633 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
634 {
635         int nr = 0;
636         void *fp = page->freelist;
637         void *object = NULL;
638
639         while (fp && nr <= s->objects) {
640                 if (fp == search)
641                         return 1;
642                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
643                         if (object) {
644                                 object_err(s, page, object,
645                                         "Freechain corrupt");
646                                 set_freepointer(s, object, NULL);
647                                 break;
648                         } else {
649                                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s slab 0x%p "
650                                         "freepointer 0x%p corrupted.\n",
651                                         s->name, page, fp);
652                                 dump_stack();
653                                 page->freelist = NULL;
654                                 page->inuse = s->objects;
655                                 return 0;
656                         }
657                         break;
658                 }
659                 object = fp;
660                 fp = get_freepointer(s, object);
661                 nr++;
662         }
663
664         if (page->inuse != s->objects - nr) {
665                 printk(KERN_ERR "slab %s: page 0x%p wrong object count."
666                         " counter is %d but counted were %d\n",
667                         s->name, page, page->inuse,
668                         s->objects - nr);
669                 page->inuse = s->objects - nr;
670         }
671         return search == NULL;
672 }
673
674 /*
675  * Tracking of fully allocated slabs for debugging
676  */
677 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
678 {
679         spin_lock(&n->list_lock);
680         list_add(&page->lru, &n->full);
681         spin_unlock(&n->list_lock);
682 }
683
684 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
685 {
686         struct kmem_cache_node *n;
687
688         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
689                 return;
690
691         n = get_node(s, page_to_nid(page));
692
693         spin_lock(&n->list_lock);
694         list_del(&page->lru);
695         spin_unlock(&n->list_lock);
696 }
697
698 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
699                                                         void *object)
700 {
701         if (!check_slab(s, page))
702                 goto bad;
703
704         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
705                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s Object 0x%p@0x%p "
706                         "already allocated.\n",
707                         s->name, object, page);
708                 goto dump;
709         }
710
711         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
712                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
713                 goto dump;
714         }
715
716         if (!object)
717                 return 1;
718
719         if (!check_object(s, page, object, 0))
720                 goto bad;
721         init_object(s, object, 1);
722
723         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
724                 printk(KERN_INFO "TRACE %s alloc 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
725                         s->name, object, page->inuse,
726                         page->freelist);
727                 dump_stack();
728         }
729         return 1;
730 dump:
731         dump_stack();
732 bad:
733         if (PageSlab(page)) {
734                 /*
735                  * If this is a slab page then lets do the best we can
736                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
737                  * as used avoids touching the remainder.
738                  */
739                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
740                         s->name, page);
741                 page->inuse = s->objects;
742                 page->freelist = NULL;
743                 /* Fix up fields that may be corrupted */
744                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
745         }
746         return 0;
747 }
748
749 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
750                                                         void *object)
751 {
752         if (!check_slab(s, page))
753                 goto fail;
754
755         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
756                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s slab 0x%p invalid "
757                         "object pointer 0x%p\n",
758                         s->name, page, object);
759                 goto fail;
760         }
761
762         if (on_freelist(s, page, object)) {
763                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s slab 0x%p object "
764                         "0x%p already free.\n", s->name, page, object);
765                 goto fail;
766         }
767
768         if (!check_object(s, page, object, 1))
769                 return 0;
770
771         if (unlikely(s != page->slab)) {
772                 if (!PageSlab(page))
773                         printk(KERN_ERR "slab_free %s size %d: attempt to"
774                                 "free object(0x%p) outside of slab.\n",
775                                 s->name, s->size, object);
776                 else
777                 if (!page->slab)
778                         printk(KERN_ERR
779                                 "slab_free : no slab(NULL) for object 0x%p.\n",
780                                                 object);
781                 else
782                 printk(KERN_ERR "slab_free %s(%d): object at 0x%p"
783                                 " belongs to slab %s(%d)\n",
784                                 s->name, s->size, object,
785                                 page->slab->name, page->slab->size);
786                 goto fail;
787         }
788         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
789                 printk(KERN_INFO "TRACE %s free 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
790                         s->name, object, page->inuse,
791                         page->freelist);
792                 print_section("Object", object, s->objsize);
793                 dump_stack();
794         }
795         init_object(s, object, 0);
796         return 1;
797 fail:
798         dump_stack();
799         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
800                 s->name, page, object);
801         return 0;
802 }
803
804 /*
805  * Slab allocation and freeing
806  */
807 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
808 {
809         struct page * page;
810         int pages = 1 << s->order;
811
812         if (s->order)
813                 flags |= __GFP_COMP;
814
815         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
816                 flags |= SLUB_DMA;
817
818         if (node == -1)
819                 page = alloc_pages(flags, s->order);
820         else
821                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
822
823         if (!page)
824                 return NULL;
825
826         mod_zone_page_state(page_zone(page),
827                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
828                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
829                 pages);
830
831         return page;
832 }
833
834 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
835                                 void *object)
836 {
837         if (PageError(page)) {
838                 init_object(s, object, 0);
839                 init_tracking(s, object);
840         }
841
842         if (unlikely(s->ctor)) {
843                 int mode = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
844
845                 if (!(s->flags & __GFP_WAIT))
846                         mode |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
847
848                 s->ctor(object, s, mode);
849         }
850 }
851
852 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
853 {
854         struct page *page;
855         struct kmem_cache_node *n;
856         void *start;
857         void *end;
858         void *last;
859         void *p;
860
861         if (flags & __GFP_NO_GROW)
862                 return NULL;
863
864         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
865
866         if (flags & __GFP_WAIT)
867                 local_irq_enable();
868
869         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
870         if (!page)
871                 goto out;
872
873         n = get_node(s, page_to_nid(page));
874         if (n)
875                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
876         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
877         page->slab = s;
878         page->flags |= 1 << PG_slab;
879         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
880                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
881                 page->flags |= 1 << PG_error;
882
883         start = page_address(page);
884         end = start + s->objects * s->size;
885
886         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
887                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
888
889         last = start;
890         for (p = start + s->size; p < end; p += s->size) {
891                 setup_object(s, page, last);
892                 set_freepointer(s, last, p);
893                 last = p;
894         }
895         setup_object(s, page, last);
896         set_freepointer(s, last, NULL);
897
898         page->freelist = start;
899         page->inuse = 0;
900 out:
901         if (flags & __GFP_WAIT)
902                 local_irq_disable();
903         return page;
904 }
905
906 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
907 {
908         int pages = 1 << s->order;
909
910         if (unlikely(PageError(page) || s->dtor)) {
911                 void *start = page_address(page);
912                 void *end = start + (pages << PAGE_SHIFT);
913                 void *p;
914
915                 slab_pad_check(s, page);
916                 for (p = start; p <= end - s->size; p += s->size) {
917                         if (s->dtor)
918                                 s->dtor(p, s, 0);
919                         check_object(s, page, p, 0);
920                 }
921         }
922
923         mod_zone_page_state(page_zone(page),
924                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
925                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
926                 - pages);
927
928         page->mapping = NULL;
929         __free_pages(page, s->order);
930 }
931
932 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
933 {
934         struct page *page;
935
936         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
937         __free_slab(page->slab, page);
938 }
939
940 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
941 {
942         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
943                 /*
944                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
945                  */
946                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
947
948                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
949         } else
950                 __free_slab(s, page);
951 }
952
953 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
954 {
955         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
956
957         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
958         reset_page_mapcount(page);
959         page->flags &= ~(1 << PG_slab | 1 << PG_error);
960         free_slab(s, page);
961 }
962
963 /*
964  * Per slab locking using the pagelock
965  */
966 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
967 {
968         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
969 }
970
971 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
972 {
973         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
974 }
975
976 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
977 {
978         int rc = 1;
979
980         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
981         return rc;
982 }
983
984 /*
985  * Management of partially allocated slabs
986  */
987 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
988 {
989         spin_lock(&n->list_lock);
990         n->nr_partial++;
991         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
992         spin_unlock(&n->list_lock);
993 }
994
995 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
996 {
997         spin_lock(&n->list_lock);
998         n->nr_partial++;
999         list_add(&page->lru, &n->partial);
1000         spin_unlock(&n->list_lock);
1001 }
1002
1003 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1004                                                 struct page *page)
1005 {
1006         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1007
1008         spin_lock(&n->list_lock);
1009         list_del(&page->lru);
1010         n->nr_partial--;
1011         spin_unlock(&n->list_lock);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Lock page and remove it from the partial list
1016  *
1017  * Must hold list_lock
1018  */
1019 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1020 {
1021         if (slab_trylock(page)) {
1022                 list_del(&page->lru);
1023                 n->nr_partial--;
1024                 return 1;
1025         }
1026         return 0;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Try to get a partial slab from a specific node
1031  */
1032 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1033 {
1034         struct page *page;
1035
1036         /*
1037          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1038          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1039          * partial slab then get_partials() will return NULL.
1040          */
1041         if (!n || !n->nr_partial)
1042                 return NULL;
1043
1044         spin_lock(&n->list_lock);
1045         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1046                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1047                         goto out;
1048         page = NULL;
1049 out:
1050         spin_unlock(&n->list_lock);
1051         return page;
1052 }
1053
1054 /*
1055  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA
1056  * distances.
1057  */
1058 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1059 {
1060 #ifdef CONFIG_NUMA
1061         struct zonelist *zonelist;
1062         struct zone **z;
1063         struct page *page;
1064
1065         /*
1066          * The defrag ratio allows to configure the tradeoffs between
1067          * inter node defragmentation and node local allocations.
1068          * A lower defrag_ratio increases the tendency to do local
1069          * allocations instead of scanning throught the partial
1070          * lists on other nodes.
1071          *
1072          * If defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1073          * returns node local objects. If its higher then kmalloc()
1074          * may return off node objects in order to avoid fragmentation.
1075          *
1076          * A higher ratio means slabs may be taken from other nodes
1077          * thus reducing the number of partial slabs on those nodes.
1078          *
1079          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1080          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation
1081          * will first attempt to defrag slab caches on other nodes. This
1082          * means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1083          * may be a bit expensive to do on every slab allocation.
1084          */
1085         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1086                 return NULL;
1087
1088         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1089                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1090         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1091                 struct kmem_cache_node *n;
1092
1093                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1094
1095                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1096                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1097                         page = get_partial_node(n);
1098                         if (page)
1099                                 return page;
1100                 }
1101         }
1102 #endif
1103         return NULL;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Get a partial page, lock it and return it.
1108  */
1109 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1110 {
1111         struct page *page;
1112         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1113
1114         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1115         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1116                 return page;
1117
1118         return get_any_partial(s, flags);
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Move a page back to the lists.
1123  *
1124  * Must be called with the slab lock held.
1125  *
1126  * On exit the slab lock will have been dropped.
1127  */
1128 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1129 {
1130         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1131
1132         if (page->inuse) {
1133
1134                 if (page->freelist)
1135                         add_partial(n, page);
1136                 else if (PageError(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1137                         add_full(n, page);
1138                 slab_unlock(page);
1139
1140         } else {
1141                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1142                         /*
1143                          * Adding an empty page to the partial slabs in order
1144                          * to avoid page allocator overhead. This page needs to
1145                          * come after all the others that are not fully empty
1146                          * in order to make sure that we do maximum
1147                          * defragmentation.
1148                          */
1149                         add_partial_tail(n, page);
1150                         slab_unlock(page);
1151                 } else {
1152                         slab_unlock(page);
1153                         discard_slab(s, page);
1154                 }
1155         }
1156 }
1157
1158 /*
1159  * Remove the cpu slab
1160  */
1161 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1162 {
1163         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1164         ClearPageActive(page);
1165
1166         putback_slab(s, page);
1167 }
1168
1169 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1170 {
1171         slab_lock(page);
1172         deactivate_slab(s, page, cpu);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Flush cpu slab.
1177  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1178  */
1179 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1180 {
1181         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1182
1183         if (likely(page))
1184                 flush_slab(s, page, cpu);
1185 }
1186
1187 static void flush_cpu_slab(void *d)
1188 {
1189         struct kmem_cache *s = d;
1190         int cpu = smp_processor_id();
1191
1192         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1193 }
1194
1195 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1196 {
1197 #ifdef CONFIG_SMP
1198         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1199 #else
1200         unsigned long flags;
1201
1202         local_irq_save(flags);
1203         flush_cpu_slab(s);
1204         local_irq_restore(flags);
1205 #endif
1206 }
1207
1208 /*
1209  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1210  * (aside from the stack):
1211  *
1212  * 1. The page struct
1213  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1214  *
1215  * The only cache lines that are read (apart from code) is the
1216  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1217  *
1218  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1219  * debugging enabled (which means all slabs are marked with PageError)
1220  */
1221 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1222                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1223 {
1224         struct page *page;
1225         void **object;
1226         unsigned long flags;
1227         int cpu;
1228
1229         local_irq_save(flags);
1230         cpu = smp_processor_id();
1231         page = s->cpu_slab[cpu];
1232         if (!page)
1233                 goto new_slab;
1234
1235         slab_lock(page);
1236         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1237                 goto another_slab;
1238 redo:
1239         object = page->freelist;
1240         if (unlikely(!object))
1241                 goto another_slab;
1242         if (unlikely(PageError(page)))
1243                 goto debug;
1244
1245 have_object:
1246         page->inuse++;
1247         page->freelist = object[page->offset];
1248         slab_unlock(page);
1249         local_irq_restore(flags);
1250         return object;
1251
1252 another_slab:
1253         deactivate_slab(s, page, cpu);
1254
1255 new_slab:
1256         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1257         if (likely(page)) {
1258 have_slab:
1259                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1260                 SetPageActive(page);
1261                 goto redo;
1262         }
1263
1264         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1265         if (page) {
1266                 cpu = smp_processor_id();
1267                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1268                         /*
1269                          * Someone else populated the cpu_slab while we enabled
1270                          * interrupts, or we have got scheduled on another cpu.
1271                          * The page may not be on the requested node.
1272                          */
1273                         if (node == -1 ||
1274                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1275                                 /*
1276                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1277                                  * want the current one since its cache hot
1278                                  */
1279                                 discard_slab(s, page);
1280                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1281                                 slab_lock(page);
1282                                 goto redo;
1283                         }
1284                         /* Dump the current slab */
1285                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1286                 }
1287                 slab_lock(page);
1288                 goto have_slab;
1289         }
1290         local_irq_restore(flags);
1291         return NULL;
1292 debug:
1293         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1294                 goto another_slab;
1295         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1296                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1297         goto have_object;
1298 }
1299
1300 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1301 {
1302         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1303 }
1304 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1305
1306 #ifdef CONFIG_NUMA
1307 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1308 {
1309         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1310 }
1311 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1312 #endif
1313
1314 /*
1315  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1316  * cacheline of the object.
1317  *
1318  * No special cachelines need to be read
1319  */
1320 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1321                                         void *x, void *addr)
1322 {
1323         void *prior;
1324         void **object = (void *)x;
1325         unsigned long flags;
1326
1327         local_irq_save(flags);
1328         slab_lock(page);
1329
1330         if (unlikely(PageError(page)))
1331                 goto debug;
1332 checks_ok:
1333         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1334         page->freelist = object;
1335         page->inuse--;
1336
1337         if (unlikely(PageActive(page)))
1338                 /*
1339                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1340                  * never freed.
1341                  */
1342                 goto out_unlock;
1343
1344         if (unlikely(!page->inuse))
1345                 goto slab_empty;
1346
1347         /*
1348          * Objects left in the slab. If it
1349          * was not on the partial list before
1350          * then add it.
1351          */
1352         if (unlikely(!prior))
1353                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1354
1355 out_unlock:
1356         slab_unlock(page);
1357         local_irq_restore(flags);
1358         return;
1359
1360 slab_empty:
1361         if (prior)
1362                 /*
1363                  * Slab on the partial list.
1364                  */
1365                 remove_partial(s, page);
1366
1367         slab_unlock(page);
1368         discard_slab(s, page);
1369         local_irq_restore(flags);
1370         return;
1371
1372 debug:
1373         if (!free_object_checks(s, page, x))
1374                 goto out_unlock;
1375         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1376                 remove_full(s, page);
1377         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1378                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1379         goto checks_ok;
1380 }
1381
1382 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1383 {
1384         struct page *page;
1385
1386         page = virt_to_head_page(x);
1387
1388         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1391
1392 /* Figure out on which slab object the object resides */
1393 static struct page *get_object_page(const void *x)
1394 {
1395         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1396
1397         if (!PageSlab(page))
1398                 return NULL;
1399
1400         return page;
1401 }
1402
1403 /*
1404  * kmem_cache_open produces objects aligned at "size" and the first object
1405  * is placed at offset 0 in the slab (We have no metainformation on the
1406  * slab, all slabs are in essence "off slab").
1407  *
1408  * In order to get the desired alignment one just needs to align the
1409  * size.
1410  *
1411  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1412  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1413  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1414  * must be moved on and off the partial lists and therefore may influence
1415  * locking overhead.
1416  *
1417  * The offset is used to relocate the free list link in each object. It is
1418  * therefore possible to move the free list link behind the object. This
1419  * is necessary for RCU to work properly and also useful for debugging.
1420  */
1421
1422 /*
1423  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1424  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1425  * and increases the number of allocations possible without having to
1426  * take the list_lock.
1427  */
1428 static int slub_min_order;
1429 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1430
1431 /*
1432  * Minimum number of objects per slab. This is necessary in order to
1433  * reduce locking overhead. Similar to the queue size in SLAB.
1434  */
1435 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1436
1437 /*
1438  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1439  */
1440 static int slub_nomerge;
1441
1442 /*
1443  * Debug settings:
1444  */
1445 static int slub_debug;
1446
1447 static char *slub_debug_slabs;
1448
1449 /*
1450  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1451  *
1452  * The order of allocation has significant impact on other elements
1453  * of the system. Generally order 0 allocations should be preferred
1454  * since they do not cause fragmentation in the page allocator. Larger
1455  * objects may have problems with order 0 because there may be too much
1456  * space left unused in a slab. We go to a higher order if more than 1/8th
1457  * of the slab would be wasted.
1458  *
1459  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that
1460  * a minimum number of objects is in one slab. Otherwise we may
1461  * generate too much activity on the partial lists. This is less a
1462  * concern for large slabs though. slub_max_order specifies the order
1463  * where we begin to stop considering the number of objects in a slab.
1464  *
1465  * Higher order allocations also allow the placement of more objects
1466  * in a slab and thereby reduce object handling overhead. If the user
1467  * has requested a higher mininum order then we start with that one
1468  * instead of zero.
1469  */
1470 static int calculate_order(int size)
1471 {
1472         int order;
1473         int rem;
1474
1475         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1476                         order < MAX_ORDER; order++) {
1477                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1478
1479                 if (slub_max_order > order &&
1480                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1481                         continue;
1482
1483                 if (slab_size < size)
1484                         continue;
1485
1486                 rem = slab_size % size;
1487
1488                 if (rem <= (PAGE_SIZE << order) / 8)
1489                         break;
1490
1491         }
1492         if (order >= MAX_ORDER)
1493                 return -E2BIG;
1494         return order;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Function to figure out which alignment to use from the
1499  * various ways of specifying it.
1500  */
1501 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1502                 unsigned long align, unsigned long size)
1503 {
1504         /*
1505          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1506          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1507          * large.
1508          *
1509          * The hardware cache alignment cannot override the
1510          * specified alignment though. If that is greater
1511          * then use it.
1512          */
1513         if ((flags & (SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_HWCACHE_ALIGN)) &&
1514                         size > L1_CACHE_BYTES / 2)
1515                 return max_t(unsigned long, align, L1_CACHE_BYTES);
1516
1517         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1518                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1519
1520         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1521 }
1522
1523 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1524 {
1525         n->nr_partial = 0;
1526         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1527         spin_lock_init(&n->list_lock);
1528         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1529         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1530 }
1531
1532 #ifdef CONFIG_NUMA
1533 /*
1534  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1535  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1536  * possible.
1537  *
1538  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1539  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1540  */
1541 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1542                                                                 int node)
1543 {
1544         struct page *page;
1545         struct kmem_cache_node *n;
1546
1547         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1548
1549         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1550         /* new_slab() disables interupts */
1551         local_irq_enable();
1552
1553         BUG_ON(!page);
1554         n = page->freelist;
1555         BUG_ON(!n);
1556         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1557         page->inuse++;
1558         kmalloc_caches->node[node] = n;
1559         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1560         init_kmem_cache_node(n);
1561         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1562         add_partial(n, page);
1563         return n;
1564 }
1565
1566 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1567 {
1568         int node;
1569
1570         for_each_online_node(node) {
1571                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1572                 if (n && n != &s->local_node)
1573                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1574                 s->node[node] = NULL;
1575         }
1576 }
1577
1578 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1579 {
1580         int node;
1581         int local_node;
1582
1583         if (slab_state >= UP)
1584                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1585         else
1586                 local_node = 0;
1587
1588         for_each_online_node(node) {
1589                 struct kmem_cache_node *n;
1590
1591                 if (local_node == node)
1592                         n = &s->local_node;
1593                 else {
1594                         if (slab_state == DOWN) {
1595                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1596                                                                 node);
1597                                 continue;
1598                         }
1599                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1600                                                         gfpflags, node);
1601
1602                         if (!n) {
1603                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1604                                 return 0;
1605                         }
1606
1607                 }
1608                 s->node[node] = n;
1609                 init_kmem_cache_node(n);
1610         }
1611         return 1;
1612 }
1613 #else
1614 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1615 {
1616 }
1617
1618 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1619 {
1620         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1621         return 1;
1622 }
1623 #endif
1624
1625 /*
1626  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1627  * a slab object.
1628  */
1629 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1630 {
1631         unsigned long flags = s->flags;
1632         unsigned long size = s->objsize;
1633         unsigned long align = s->align;
1634
1635         /*
1636          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1637          * the slab may touch the object after free or before allocation
1638          * then we should never poison the object itself.
1639          */
1640         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1641                         !s->ctor && !s->dtor)
1642                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1643         else
1644                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1645
1646         /*
1647          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1648          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1649          * the possible location of the free pointer.
1650          */
1651         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1652
1653         /*
1654          * If we are redzoning then check if there is some space between the
1655          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1656          * additional word, so that we can establish a redzone between
1657          * the object and the freepointer to be able to check for overwrites.
1658          */
1659         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1660                 size += sizeof(void *);
1661
1662         /*
1663          * With that we have determined how much of the slab is in actual
1664          * use by the object. This is the potential offset to the free
1665          * pointer.
1666          */
1667         s->inuse = size;
1668
1669         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1670                 s->ctor || s->dtor)) {
1671                 /*
1672                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1673                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1674                  * kmem_cache_free.
1675                  *
1676                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1677                  * destructor or are poisoning the objects.
1678                  */
1679                 s->offset = size;
1680                 size += sizeof(void *);
1681         }
1682
1683         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1684                 /*
1685                  * Need to store information about allocs and frees after
1686                  * the object.
1687                  */
1688                 size += 2 * sizeof(struct track);
1689
1690         if (flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS)
1691                 /*
1692                  * Add some empty padding so that we can catch
1693                  * overwrites from earlier objects rather than let
1694                  * tracking information or the free pointer be
1695                  * corrupted if an user writes before the start
1696                  * of the object.
1697                  */
1698                 size += sizeof(void *);
1699         /*
1700          * Determine the alignment based on various parameters that the
1701          * user specified (this is unecessarily complex due to the attempt
1702          * to be compatible with SLAB. Should be cleaned up some day).
1703          */
1704         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1705
1706         /*
1707          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1708          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1709          * each object to conform to the alignment.
1710          */
1711         size = ALIGN(size, align);
1712         s->size = size;
1713
1714         s->order = calculate_order(size);
1715         if (s->order < 0)
1716                 return 0;
1717
1718         /*
1719          * Determine the number of objects per slab
1720          */
1721         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1722
1723         /*
1724          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1725          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1726          * more than 64k objects per slab.
1727          */
1728         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1729                 return 0;
1730         return 1;
1731
1732 }
1733
1734 static int __init finish_bootstrap(void)
1735 {
1736         struct list_head *h;
1737         int err;
1738
1739         slab_state = SYSFS;
1740
1741         list_for_each(h, &slab_caches) {
1742                 struct kmem_cache *s =
1743                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
1744
1745                 err = sysfs_slab_add(s);
1746                 BUG_ON(err);
1747         }
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1752                 const char *name, size_t size,
1753                 size_t align, unsigned long flags,
1754                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1755                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1756 {
1757         memset(s, 0, kmem_size);
1758         s->name = name;
1759         s->ctor = ctor;
1760         s->dtor = dtor;
1761         s->objsize = size;
1762         s->flags = flags;
1763         s->align = align;
1764
1765         BUG_ON(flags & SLUB_UNIMPLEMENTED);
1766
1767         /*
1768          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
1769          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
1770          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
1771          * object anymore.
1772          *
1773          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1774          * the limit is 512k.
1775          *
1776          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
1777          * pointer. Fail if this happens.
1778          */
1779         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
1780                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1781                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1782                 BUG_ON(ctor || dtor);
1783         }
1784         else
1785                 /*
1786                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1787                  */
1788                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1789                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1790                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1791                                 s->flags |= slub_debug;
1792
1793         if (!calculate_sizes(s))
1794                 goto error;
1795
1796         s->refcount = 1;
1797 #ifdef CONFIG_NUMA
1798         s->defrag_ratio = 100;
1799 #endif
1800
1801         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1802                 return 1;
1803 error:
1804         if (flags & SLAB_PANIC)
1805                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1806                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1807                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1808                         s->offset, flags);
1809         return 0;
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1812
1813 /*
1814  * Check if a given pointer is valid
1815  */
1816 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1817 {
1818         struct page * page;
1819         void *addr;
1820
1821         page = get_object_page(object);
1822
1823         if (!page || s != page->slab)
1824                 /* No slab or wrong slab */
1825                 return 0;
1826
1827         addr = page_address(page);
1828         if (object < addr || object >= addr + s->objects * s->size)
1829                 /* Out of bounds */
1830                 return 0;
1831
1832         if ((object - addr) % s->size)
1833                 /* Improperly aligned */
1834                 return 0;
1835
1836         /*
1837          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1838          * But this would be too expensive and it seems that the main
1839          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1840          * to a certain slab.
1841          */
1842         return 1;
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1845
1846 /*
1847  * Determine the size of a slab object
1848  */
1849 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1850 {
1851         return s->objsize;
1852 }
1853 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1854
1855 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1856 {
1857         return s->name;
1858 }
1859 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1860
1861 /*
1862  * Attempt to free all slabs on a node
1863  */
1864 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1865                         struct list_head *list)
1866 {
1867         int slabs_inuse = 0;
1868         unsigned long flags;
1869         struct page *page, *h;
1870
1871         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1872         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1873                 if (!page->inuse) {
1874                         list_del(&page->lru);
1875                         discard_slab(s, page);
1876                 } else
1877                         slabs_inuse++;
1878         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1879         return slabs_inuse;
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Release all resources used by slab cache
1884  */
1885 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1886 {
1887         int node;
1888
1889         flush_all(s);
1890
1891         /* Attempt to free all objects */
1892         for_each_online_node(node) {
1893                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1894
1895                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1896                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1897                         return 1;
1898         }
1899         free_kmem_cache_nodes(s);
1900         return 0;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1905  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1906  */
1907 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1908 {
1909         down_write(&slub_lock);
1910         s->refcount--;
1911         if (!s->refcount) {
1912                 list_del(&s->list);
1913                 if (kmem_cache_close(s))
1914                         WARN_ON(1);
1915                 sysfs_slab_remove(s);
1916                 kfree(s);
1917         }
1918         up_write(&slub_lock);
1919 }
1920 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1921
1922 /********************************************************************
1923  *              Kmalloc subsystem
1924  *******************************************************************/
1925
1926 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1927 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1928
1929 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1930 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1931 #endif
1932
1933 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1934 {
1935         get_option (&str, &slub_min_order);
1936
1937         return 1;
1938 }
1939
1940 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
1941
1942 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
1943 {
1944         get_option (&str, &slub_max_order);
1945
1946         return 1;
1947 }
1948
1949 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
1950
1951 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
1952 {
1953         get_option (&str, &slub_min_objects);
1954
1955         return 1;
1956 }
1957
1958 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
1959
1960 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
1961 {
1962         slub_nomerge = 1;
1963         return 1;
1964 }
1965
1966 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
1967
1968 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1969 {
1970         if (!str || *str != '=')
1971                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1972         else {
1973                 str++;
1974                 if (*str == 0 || *str == ',')
1975                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1976                 else
1977                 for( ;*str && *str != ','; str++)
1978                         switch (*str) {
1979                         case 'f' : case 'F' :
1980                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1981                                 break;
1982                         case 'z' : case 'Z' :
1983                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1984                                 break;
1985                         case 'p' : case 'P' :
1986                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
1987                                 break;
1988                         case 'u' : case 'U' :
1989                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1990                                 break;
1991                         case 't' : case 'T' :
1992                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
1993                                 break;
1994                         default:
1995                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1996                                         "unknown. skipped\n",*str);
1997                         }
1998         }
1999
2000         if (*str == ',')
2001                 slub_debug_slabs = str + 1;
2002         return 1;
2003 }
2004
2005 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
2006
2007 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2008                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2009 {
2010         unsigned int flags = 0;
2011
2012         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2013                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2014
2015         down_write(&slub_lock);
2016         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2017                         flags, NULL, NULL))
2018                 goto panic;
2019
2020         list_add(&s->list, &slab_caches);
2021         up_write(&slub_lock);
2022         if (sysfs_slab_add(s))
2023                 goto panic;
2024         return s;
2025
2026 panic:
2027         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2028 }
2029
2030 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2031 {
2032         int index = kmalloc_index(size);
2033
2034         if (!index)
2035                 return NULL;
2036
2037         /* Allocation too large? */
2038         BUG_ON(index < 0);
2039
2040 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2041         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2042                 struct kmem_cache *s;
2043                 struct kmem_cache *x;
2044                 char *text;
2045                 size_t realsize;
2046
2047                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2048                 if (s)
2049                         return s;
2050
2051                 /* Dynamically create dma cache */
2052                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2053                 if (!x)
2054                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2055
2056                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2057                         realsize = 1 << index;
2058                 else {
2059                         if (index == 1)
2060                                 realsize = 96;
2061                         else
2062                                 realsize = 192;
2063                 }
2064
2065                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2066                                 (unsigned int)realsize);
2067                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2068                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2069                 return s;
2070         }
2071 #endif
2072         return &kmalloc_caches[index];
2073 }
2074
2075 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2076 {
2077         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2078
2079         if (s)
2080                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2081         return NULL;
2082 }
2083 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2084
2085 #ifdef CONFIG_NUMA
2086 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2087 {
2088         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2089
2090         if (s)
2091                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2092         return NULL;
2093 }
2094 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2095 #endif
2096
2097 size_t ksize(const void *object)
2098 {
2099         struct page *page = get_object_page(object);
2100         struct kmem_cache *s;
2101
2102         BUG_ON(!page);
2103         s = page->slab;
2104         BUG_ON(!s);
2105
2106         /*
2107          * Debugging requires use of the padding between object
2108          * and whatever may come after it.
2109          */
2110         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2111                 return s->objsize;
2112
2113         /*
2114          * If we have the need to store the freelist pointer
2115          * back there or track user information then we can
2116          * only use the space before that information.
2117          */
2118         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2119                 return s->inuse;
2120
2121         /*
2122          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2123          */
2124         return s->size;
2125 }
2126 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2127
2128 void kfree(const void *x)
2129 {
2130         struct kmem_cache *s;
2131         struct page *page;
2132
2133         if (!x)
2134                 return;
2135
2136         page = virt_to_head_page(x);
2137         s = page->slab;
2138
2139         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2140 }
2141 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2142
2143 /*
2144  *  kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists
2145  *  and then sorts the partially allocated slabs by the number
2146  *  of items in use. The slabs with the most items in use
2147  *  come first. New allocations will remove these from the
2148  *  partial list because they are full. The slabs with the
2149  *  least items are placed last. If it happens that the objects
2150  *  are freed then the page can be returned to the page allocator.
2151  */
2152 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2153 {
2154         int node;
2155         int i;
2156         struct kmem_cache_node *n;
2157         struct page *page;
2158         struct page *t;
2159         struct list_head *slabs_by_inuse =
2160                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2161         unsigned long flags;
2162
2163         if (!slabs_by_inuse)
2164                 return -ENOMEM;
2165
2166         flush_all(s);
2167         for_each_online_node(node) {
2168                 n = get_node(s, node);
2169
2170                 if (!n->nr_partial)
2171                         continue;
2172
2173                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2174                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2175
2176                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2177
2178                 /*
2179                  * Build lists indexed by the items in use in
2180                  * each slab or free slabs if empty.
2181                  *
2182                  * Note that concurrent frees may occur while
2183                  * we hold the list_lock. page->inuse here is
2184                  * the upper limit.
2185                  */
2186                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2187                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2188                                 /*
2189                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2190                                  * may have freed the last object and be
2191                                  * waiting to release the slab.
2192                                  */
2193                                 list_del(&page->lru);
2194                                 n->nr_partial--;
2195                                 slab_unlock(page);
2196                                 discard_slab(s, page);
2197                         } else {
2198                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2199                                         list_move(&page->lru,
2200                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2201                         }
2202                 }
2203
2204                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2205                         goto out;
2206
2207                 /*
2208                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up
2209                  * most first and the least used slabs at the end.
2210                  */
2211                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2212                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2213
2214         out:
2215                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2216         }
2217
2218         kfree(slabs_by_inuse);
2219         return 0;
2220 }
2221 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2222
2223 /**
2224  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2225  *
2226  * @p: object to reallocate memory for.
2227  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2228  * @flags: the type of memory to allocate.
2229  *
2230  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2231  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2232  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2233  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2234  */
2235 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2236 {
2237         struct kmem_cache *new_cache;
2238         void *ret;
2239         struct page *page;
2240
2241         if (unlikely(!p))
2242                 return kmalloc(new_size, flags);
2243
2244         if (unlikely(!new_size)) {
2245                 kfree(p);
2246                 return NULL;
2247         }
2248
2249         page = virt_to_head_page(p);
2250
2251         new_cache = get_slab(new_size, flags);
2252
2253         /*
2254          * If new size fits in the current cache, bail out.
2255          */
2256         if (likely(page->slab == new_cache))
2257                 return (void *)p;
2258
2259         ret = kmalloc(new_size, flags);
2260         if (ret) {
2261                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
2262                 kfree(p);
2263         }
2264         return ret;
2265 }
2266 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2267
2268 /********************************************************************
2269  *                      Basic setup of slabs
2270  *******************************************************************/
2271
2272 void __init kmem_cache_init(void)
2273 {
2274         int i;
2275
2276 #ifdef CONFIG_NUMA
2277         /*
2278          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2279          * struct kmalloc_cache_node's. There is special bootstrap code in
2280          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2281          */
2282         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2283                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2284 #endif
2285
2286         /* Able to allocate the per node structures */
2287         slab_state = PARTIAL;
2288
2289         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2290         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2291                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2292         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2293                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2294
2295         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2296                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2297                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2298
2299         slab_state = UP;
2300
2301         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2302         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2303                 kmalloc_caches[i]. name =
2304                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2305
2306 #ifdef CONFIG_SMP
2307         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2308 #endif
2309
2310         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2311                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2312                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2313
2314         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2315                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2316                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, L1_CACHE_BYTES,
2317                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2318                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Find a mergeable slab cache
2323  */
2324 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2325 {
2326         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2327                 return 1;
2328
2329         if (s->ctor || s->dtor)
2330                 return 1;
2331
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2336                 size_t align, unsigned long flags,
2337                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2338                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2339 {
2340         struct list_head *h;
2341
2342         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2343                 return NULL;
2344
2345         if (ctor || dtor)
2346                 return NULL;
2347
2348         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2349         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2350         size = ALIGN(size, align);
2351
2352         list_for_each(h, &slab_caches) {
2353                 struct kmem_cache *s =
2354                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2355
2356                 if (slab_unmergeable(s))
2357                         continue;
2358
2359                 if (size > s->size)
2360                         continue;
2361
2362                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2363                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2364                                 continue;
2365                 /*
2366                  * Check if alignment is compatible.
2367                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2368                  */
2369                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2370                         continue;
2371
2372                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2373                         continue;
2374
2375                 return s;
2376         }
2377         return NULL;
2378 }
2379
2380 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2381                 size_t align, unsigned long flags,
2382                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2383                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2384 {
2385         struct kmem_cache *s;
2386
2387         down_write(&slub_lock);
2388         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2389         if (s) {
2390                 s->refcount++;
2391                 /*
2392                  * Adjust the object sizes so that we clear
2393                  * the complete object on kzalloc.
2394                  */
2395                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2396                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2397                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2398                         goto err;
2399         } else {
2400                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2401                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2402                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2403                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2404                                 kfree(s);
2405                                 goto err;
2406                         }
2407                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2408                 } else
2409                         kfree(s);
2410         }
2411         up_write(&slub_lock);
2412         return s;
2413
2414 err:
2415         up_write(&slub_lock);
2416         if (flags & SLAB_PANIC)
2417                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2418         else
2419                 s = NULL;
2420         return s;
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2423
2424 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2425 {
2426         void *x;
2427
2428         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2429         if (x)
2430                 memset(x, 0, s->objsize);
2431         return x;
2432 }
2433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2434
2435 #ifdef CONFIG_SMP
2436 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2437 {
2438         struct list_head *h;
2439
2440         down_read(&slub_lock);
2441         list_for_each(h, &slab_caches) {
2442                 struct kmem_cache *s =
2443                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2444
2445                 func(s, cpu);
2446         }
2447         up_read(&slub_lock);
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Use the cpu notifier to insure that the slab are flushed
2452  * when necessary.
2453  */
2454 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2455                 unsigned long action, void *hcpu)
2456 {
2457         long cpu = (long)hcpu;
2458
2459         switch (action) {
2460         case CPU_UP_CANCELED:
2461         case CPU_DEAD:
2462                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2463                 break;
2464         default:
2465                 break;
2466         }
2467         return NOTIFY_OK;
2468 }
2469
2470 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2471         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2472
2473 #endif
2474
2475 #ifdef CONFIG_NUMA
2476
2477 /*****************************************************************
2478  * Generic reaper used to support the page allocator
2479  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2480  *
2481  * Maybe move this to the page allocator?
2482  ****************************************************************/
2483
2484 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2485
2486 static void init_reap_node(int cpu)
2487 {
2488         int node;
2489
2490         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2491         if (node == MAX_NUMNODES)
2492                 node = first_node(node_online_map);
2493
2494         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2495 }
2496
2497 static void next_reap_node(void)
2498 {
2499         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2500
2501         /*
2502          * Also drain per cpu pages on remote zones
2503          */
2504         if (node != numa_node_id())
2505                 drain_node_pages(node);
2506
2507         node = next_node(node, node_online_map);
2508         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2509                 node = first_node(node_online_map);
2510         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2511 }
2512 #else
2513 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2514 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2515 #endif
2516
2517 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2518
2519 #ifdef CONFIG_SMP
2520 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2521
2522 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2523 {
2524         next_reap_node();
2525         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2526         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2527                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2528 }
2529
2530 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2531 {
2532         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2533
2534         /*
2535          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2536          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2537          * at that time.
2538          */
2539         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2540                 init_reap_node(cpu);
2541                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2542                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2543         }
2544 }
2545
2546 static int __init cpucache_init(void)
2547 {
2548         int cpu;
2549
2550         /*
2551          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2552          */
2553         for_each_online_cpu(cpu)
2554                 start_cpu_timer(cpu);
2555         return 0;
2556 }
2557 __initcall(cpucache_init);
2558 #endif
2559
2560 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2561 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s);
2562
2563 static void resiliency_test(void)
2564 {
2565         u8 *p;
2566
2567         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2568         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2569         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2570
2571         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2572         p[16] = 0x12;
2573         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2574                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2575
2576         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2577
2578         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2579         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2580         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2581         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2582                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2583         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2584
2585         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2586         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2587         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2588         *p = 0x56;
2589         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2590                                                                         p);
2591         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2592         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2593
2594         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2595         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2596         kfree(p);
2597         *p = 0x78;
2598         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2599         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2600
2601         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2602         kfree(p);
2603         p[50] = 0x9a;
2604         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2605         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2606
2607         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2608         kfree(p);
2609         p[512] = 0xab;
2610         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2611         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2612 }
2613 #else
2614 static void resiliency_test(void) {};
2615 #endif
2616
2617 /*
2618  * These are not as efficient as kmalloc for the non debug case.
2619  * We do not have the page struct available so we have to touch one
2620  * cacheline in struct kmem_cache to check slab flags.
2621  */
2622 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2623 {
2624         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2625
2626         if (!s)
2627                 return NULL;
2628
2629         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2630 }
2631
2632 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2633                                         int node, void *caller)
2634 {
2635         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2636
2637         if (!s)
2638                 return NULL;
2639
2640         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2641 }
2642
2643 #ifdef CONFIG_SYSFS
2644
2645 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2646 {
2647         void *p;
2648         void *addr = page_address(page);
2649         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2650
2651         if (!check_slab(s, page) ||
2652                         !on_freelist(s, page, NULL))
2653                 return 0;
2654
2655         /* Now we know that a valid freelist exists */
2656         bitmap_zero(map, s->objects);
2657
2658         for(p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p)) {
2659                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2660                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2661                         return 0;
2662         }
2663
2664         for(p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2665                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map))
2666                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2667                                 return 0;
2668         return 1;
2669 }
2670
2671 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2672 {
2673         if (slab_trylock(page)) {
2674                 validate_slab(s, page);
2675                 slab_unlock(page);
2676         } else
2677                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2678                         s->name, page);
2679
2680         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2681                 if (!PageError(page))
2682                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError not set "
2683                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2684         } else {
2685                 if (PageError(page))
2686                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError set on "
2687                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2688         }
2689 }
2690
2691 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2692 {
2693         unsigned long count = 0;
2694         struct page *page;
2695         unsigned long flags;
2696
2697         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2698
2699         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2700                 validate_slab_slab(s, page);
2701                 count++;
2702         }
2703         if (count != n->nr_partial)
2704                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2705                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2706
2707         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2708                 goto out;
2709
2710         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2711                 validate_slab_slab(s, page);
2712                 count++;
2713         }
2714         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2715                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2716                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2717                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2718
2719 out:
2720         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2721         return count;
2722 }
2723
2724 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2725 {
2726         int node;
2727         unsigned long count = 0;
2728
2729         flush_all(s);
2730         for_each_online_node(node) {
2731                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2732
2733                 count += validate_slab_node(s, n);
2734         }
2735         return count;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Generate lists of locations where slabcache objects are allocated
2740  * and freed.
2741  */
2742
2743 struct location {
2744         unsigned long count;
2745         void *addr;
2746 };
2747
2748 struct loc_track {
2749         unsigned long max;
2750         unsigned long count;
2751         struct location *loc;
2752 };
2753
2754 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2755 {
2756         if (t->max)
2757                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2758                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2759 }
2760
2761 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2762 {
2763         struct location *l;
2764         int order;
2765
2766         if (!max)
2767                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2768
2769         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2770
2771         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2772
2773         if (!l)
2774                 return 0;
2775
2776         if (t->count) {
2777                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2778                 free_loc_track(t);
2779         }
2780         t->max = max;
2781         t->loc = l;
2782         return 1;
2783 }
2784
2785 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2786                                                 void *addr)
2787 {
2788         long start, end, pos;
2789         struct location *l;
2790         void *caddr;
2791
2792         start = -1;
2793         end = t->count;
2794
2795         for ( ; ; ) {
2796                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2797
2798                 /*
2799                  * There is nothing at "end". If we end up there
2800                  * we need to add something to before end.
2801                  */
2802                 if (pos == end)
2803                         break;
2804
2805                 caddr = t->loc[pos].addr;
2806                 if (addr == caddr) {
2807                         t->loc[pos].count++;
2808                         return 1;
2809                 }
2810
2811                 if (addr < caddr)
2812                         end = pos;
2813                 else
2814                         start = pos;
2815         }
2816
2817         /*
2818          * Not found. Insert new tracking element
2819          */
2820         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2821                 return 0;
2822
2823         l = t->loc + pos;
2824         if (pos < t->count)
2825                 memmove(l + 1, l,
2826                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2827         t->count++;
2828         l->count = 1;
2829         l->addr = addr;
2830         return 1;
2831 }
2832
2833 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2834                 struct page *page, enum track_item alloc)
2835 {
2836         void *addr = page_address(page);
2837         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2838         void *p;
2839
2840         bitmap_zero(map, s->objects);
2841         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
2842                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2843
2844         for (p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2845                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map)) {
2846                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2847
2848                         add_location(t, s, addr);
2849                 }
2850 }
2851
2852 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2853                                         enum track_item alloc)
2854 {
2855         int n = 0;
2856         unsigned long i;
2857         struct loc_track t;
2858         int node;
2859
2860         t.count = 0;
2861         t.max = 0;
2862
2863         /* Push back cpu slabs */
2864         flush_all(s);
2865
2866         for_each_online_node(node) {
2867                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2868                 unsigned long flags;
2869                 struct page *page;
2870
2871                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2872                         continue;
2873
2874                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2875                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2876                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2877                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2878                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2879                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2880         }
2881
2882         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2883                 void *addr = t.loc[i].addr;
2884
2885                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2886                         break;
2887                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2888                 if (addr)
2889                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2890                 else
2891                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2892                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2893         }
2894
2895         free_loc_track(&t);
2896         if (!t.count)
2897                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2898         return n;
2899 }
2900
2901 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2902 {
2903         unsigned long flags;
2904         unsigned long x = 0;
2905         struct page *page;
2906
2907         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2908         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2909                 x += page->inuse;
2910         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2911         return x;
2912 }
2913
2914 enum slab_stat_type {
2915         SL_FULL,
2916         SL_PARTIAL,
2917         SL_CPU,
2918         SL_OBJECTS
2919 };
2920
2921 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2922 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2923 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2924 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2925
2926 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2927                         char *buf, unsigned long flags)
2928 {
2929         unsigned long total = 0;
2930         int cpu;
2931         int node;
2932         int x;
2933         unsigned long *nodes;
2934         unsigned long *per_cpu;
2935
2936         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2937         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2938
2939         for_each_possible_cpu(cpu) {
2940                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2941                 int node;
2942
2943                 if (page) {
2944                         node = page_to_nid(page);
2945                         if (flags & SO_CPU) {
2946                                 int x = 0;
2947
2948                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2949                                         x = page->inuse;
2950                                 else
2951                                         x = 1;
2952                                 total += x;
2953                                 nodes[node] += x;
2954                         }
2955                         per_cpu[node]++;
2956                 }
2957         }
2958
2959         for_each_online_node(node) {
2960                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2961
2962                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2963                         if (flags & SO_OBJECTS)
2964                                 x = count_partial(n);
2965                         else
2966                                 x = n->nr_partial;
2967                         total += x;
2968                         nodes[node] += x;
2969                 }
2970
2971                 if (flags & SO_FULL) {
2972                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2973                                         - per_cpu[node]
2974                                         - n->nr_partial;
2975
2976                         if (flags & SO_OBJECTS)
2977                                 x = full_slabs * s->objects;
2978                         else
2979                                 x = full_slabs;
2980                         total += x;
2981                         nodes[node] += x;
2982                 }
2983         }
2984
2985         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2986 #ifdef CONFIG_NUMA
2987         for_each_online_node(node)
2988                 if (nodes[node])
2989                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2990                                         node, nodes[node]);
2991 #endif
2992         kfree(nodes);
2993         return x + sprintf(buf + x, "\n");
2994 }
2995
2996 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
2997 {
2998         int node;
2999         int cpu;
3000
3001         for_each_possible_cpu(cpu)
3002                 if (s->cpu_slab[cpu])
3003                         return 1;
3004
3005         for_each_node(node) {
3006                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3007
3008                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
3009                         return 1;
3010         }
3011         return 0;
3012 }
3013
3014 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3015 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3016
3017 struct slab_attribute {
3018         struct attribute attr;
3019         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3020         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3021 };
3022
3023 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3024         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3025
3026 #define SLAB_ATTR(_name) \
3027         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3028         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3029
3030 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3031 {
3032         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3033 }
3034 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3035
3036 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3037 {
3038         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3039 }
3040 SLAB_ATTR_RO(align);
3041
3042 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3043 {
3044         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3045 }
3046 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3047
3048 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3049 {
3050         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3051 }
3052 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3053
3054 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3055 {
3056         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3057 }
3058 SLAB_ATTR_RO(order);
3059
3060 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3061 {
3062         if (s->ctor) {
3063                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3064
3065                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3066         }
3067         return 0;
3068 }
3069 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3070
3071 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3072 {
3073         if (s->dtor) {
3074                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3075
3076                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3077         }
3078         return 0;
3079 }
3080 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3081
3082 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3083 {
3084         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3085 }
3086 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3087
3088 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3089 {
3090         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3091 }
3092 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3093
3094 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3095 {
3096         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3097 }
3098 SLAB_ATTR_RO(partial);
3099
3100 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3101 {
3102         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3103 }
3104 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3105
3106 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3107 {
3108         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3109 }
3110 SLAB_ATTR_RO(objects);
3111
3112 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3113 {
3114         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3115 }
3116
3117 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3118                                 const char *buf, size_t length)
3119 {
3120         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3121         if (buf[0] == '1')
3122                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3123         return length;
3124 }
3125 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3126
3127 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3128 {
3129         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3130 }
3131
3132 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3133                                                         size_t length)
3134 {
3135         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3136         if (buf[0] == '1')
3137                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3138         return length;
3139 }
3140 SLAB_ATTR(trace);
3141
3142 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3143 {
3144         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3145 }
3146
3147 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3148                                 const char *buf, size_t length)
3149 {
3150         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3151         if (buf[0] == '1')
3152                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3153         return length;
3154 }
3155 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3156
3157 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3158 {
3159         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags &
3160                 (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN)));
3161 }
3162 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3163
3164 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3165 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3166 {
3167         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3168 }
3169 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3170 #endif
3171
3172 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3173 {
3174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3175 }
3176 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3177
3178 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3179 {
3180         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3181 }
3182
3183 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3184                                 const char *buf, size_t length)
3185 {
3186         if (any_slab_objects(s))
3187                 return -EBUSY;
3188
3189         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3190         if (buf[0] == '1')
3191                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3192         calculate_sizes(s);
3193         return length;
3194 }
3195 SLAB_ATTR(red_zone);
3196
3197 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3198 {
3199         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3200 }
3201
3202 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3203                                 const char *buf, size_t length)
3204 {
3205         if (any_slab_objects(s))
3206                 return -EBUSY;
3207
3208         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3209         if (buf[0] == '1')
3210                 s->flags |= SLAB_POISON;
3211         calculate_sizes(s);
3212         return length;
3213 }
3214 SLAB_ATTR(poison);
3215
3216 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3217 {
3218         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3219 }
3220
3221 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3222                                 const char *buf, size_t length)
3223 {
3224         if (any_slab_objects(s))
3225                 return -EBUSY;
3226
3227         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3228         if (buf[0] == '1')
3229                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3230         calculate_sizes(s);
3231         return length;
3232 }
3233 SLAB_ATTR(store_user);
3234
3235 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3236 {
3237         return 0;
3238 }
3239
3240 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3241                         const char *buf, size_t length)
3242 {
3243         if (buf[0] == '1')
3244                 validate_slab_cache(s);
3245         else
3246                 return -EINVAL;
3247         return length;
3248 }
3249 SLAB_ATTR(validate);
3250
3251 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3252 {
3253         return 0;
3254 }
3255
3256 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3257                         const char *buf, size_t length)
3258 {
3259         if (buf[0] == '1') {
3260                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3261
3262                 if (rc)
3263                         return rc;
3264         } else
3265                 return -EINVAL;
3266         return length;
3267 }
3268 SLAB_ATTR(shrink);
3269
3270 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3271 {
3272         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3273                 return -ENOSYS;
3274         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3275 }
3276 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3277
3278 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3279 {
3280         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3281                 return -ENOSYS;
3282         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3283 }
3284 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3285
3286 #ifdef CONFIG_NUMA
3287 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3288 {
3289         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3290 }
3291
3292 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3293                                 const char *buf, size_t length)
3294 {
3295         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3296
3297         if (n < 100)
3298                 s->defrag_ratio = n * 10;
3299         return length;
3300 }
3301 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3302 #endif
3303
3304 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3305         &slab_size_attr.attr,
3306         &object_size_attr.attr,
3307         &objs_per_slab_attr.attr,
3308         &order_attr.attr,
3309         &objects_attr.attr,
3310         &slabs_attr.attr,
3311         &partial_attr.attr,
3312         &cpu_slabs_attr.attr,
3313         &ctor_attr.attr,
3314         &dtor_attr.attr,
3315         &aliases_attr.attr,
3316         &align_attr.attr,
3317         &sanity_checks_attr.attr,
3318         &trace_attr.attr,
3319         &hwcache_align_attr.attr,
3320         &reclaim_account_attr.attr,
3321         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3322         &red_zone_attr.attr,
3323         &poison_attr.attr,
3324         &store_user_attr.attr,
3325         &validate_attr.attr,
3326         &shrink_attr.attr,
3327         &alloc_calls_attr.attr,
3328         &free_calls_attr.attr,
3329 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3330         &cache_dma_attr.attr,
3331 #endif
3332 #ifdef CONFIG_NUMA
3333         &defrag_ratio_attr.attr,
3334 #endif
3335         NULL
3336 };
3337
3338 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3339         .attrs = slab_attrs,
3340 };
3341
3342 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3343                                 struct attribute *attr,
3344                                 char *buf)
3345 {
3346         struct slab_attribute *attribute;
3347         struct kmem_cache *s;
3348         int err;
3349
3350         attribute = to_slab_attr(attr);
3351         s = to_slab(kobj);
3352
3353         if (!attribute->show)
3354                 return -EIO;
3355
3356         err = attribute->show(s, buf);
3357
3358         return err;
3359 }
3360
3361 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3362                                 struct attribute *attr,
3363                                 const char *buf, size_t len)
3364 {
3365         struct slab_attribute *attribute;
3366         struct kmem_cache *s;
3367         int err;
3368
3369         attribute = to_slab_attr(attr);
3370         s = to_slab(kobj);
3371
3372         if (!attribute->store)
3373                 return -EIO;
3374
3375         err = attribute->store(s, buf, len);
3376
3377         return err;
3378 }
3379
3380 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3381         .show = slab_attr_show,
3382         .store = slab_attr_store,
3383 };
3384
3385 static struct kobj_type slab_ktype = {
3386         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3387 };
3388
3389 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3390 {
3391         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3392
3393         if (ktype == &slab_ktype)
3394                 return 1;
3395         return 0;
3396 }
3397
3398 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3399         .filter = uevent_filter,
3400 };
3401
3402 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3403
3404 #define ID_STR_LENGTH 64
3405
3406 /* Create a unique string id for a slab cache:
3407  * format
3408  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3409  */
3410 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3411 {
3412         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3413         char *p = name;
3414
3415         BUG_ON(!name);
3416
3417         *p++ = ':';
3418         /*
3419          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3420          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3421          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3422          * are matched during merging to guarantee that the id is
3423          * unique.
3424          */
3425         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3426                 *p++ = 'd';
3427         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3428                 *p++ = 'a';
3429         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3430                 *p++ = 'F';
3431         if (p != name + 1)
3432                 *p++ = '-';
3433         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3434         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3435         return name;
3436 }
3437
3438 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3439 {
3440         int err;
3441         const char *name;
3442         int unmergeable;
3443
3444         if (slab_state < SYSFS)
3445                 /* Defer until later */
3446                 return 0;
3447
3448         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3449         if (unmergeable) {
3450                 /*
3451                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3452                  * This is typically the case for debug situations. In that
3453                  * case we can catch duplicate names easily.
3454                  */
3455                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, s->name);
3456                 name = s->name;
3457         } else {
3458                 /*
3459                  * Create a unique name for the slab as a target
3460                  * for the symlinks.
3461                  */
3462                 name = create_unique_id(s);
3463         }
3464
3465         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3466         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3467         kobject_init(&s->kobj);
3468         err = kobject_add(&s->kobj);
3469         if (err)
3470                 return err;
3471
3472         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3473         if (err)
3474                 return err;
3475         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3476         if (!unmergeable) {
3477                 /* Setup first alias */
3478                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3479                 kfree(name);
3480         }
3481         return 0;
3482 }
3483
3484 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3485 {
3486         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3487         kobject_del(&s->kobj);
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3492  * available lest we loose that information.
3493  */
3494 struct saved_alias {
3495         struct kmem_cache *s;
3496         const char *name;
3497         struct saved_alias *next;
3498 };
3499
3500 struct saved_alias *alias_list;
3501
3502 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3503 {
3504         struct saved_alias *al;
3505
3506         if (slab_state == SYSFS) {
3507                 /*
3508                  * If we have a leftover link then remove it.
3509                  */
3510                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, name);
3511                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kset.kobj,
3512                                                 &s->kobj, name);
3513         }
3514
3515         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3516         if (!al)
3517                 return -ENOMEM;
3518
3519         al->s = s;
3520         al->name = name;
3521         al->next = alias_list;
3522         alias_list = al;
3523         return 0;
3524 }
3525
3526 static int __init slab_sysfs_init(void)
3527 {
3528         int err;
3529
3530         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3531         if (err) {
3532                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3533                 return -ENOSYS;
3534         }
3535
3536         finish_bootstrap();
3537
3538         while (alias_list) {
3539                 struct saved_alias *al = alias_list;
3540
3541                 alias_list = alias_list->next;
3542                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3543                 BUG_ON(err);
3544                 kfree(al);
3545         }
3546
3547         resiliency_test();
3548         return 0;
3549 }
3550
3551 __initcall(slab_sysfs_init);
3552 #else
3553 __initcall(finish_bootstrap);
3554 #endif