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