]> pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - mm/slub.c
SLUB: Place kmem_cache_cpu structures in a NUMA aware way
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
144  *
145  * - Variable sizing of the per node arrays
146  */
147
148 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
149 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
150
151 #if PAGE_SHIFT <= 12
152
153 /*
154  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
155  */
156 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
157 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
158
159 #else
160
161 /*
162  * Large page machines are customarily able to handle larger
163  * page orders.
164  */
165 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
166 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
167
168 #endif
169
170 /*
171  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
172  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
173  */
174 #define MIN_PARTIAL 2
175
176 /*
177  * Maximum number of desirable partial slabs.
178  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
179  * sort the partial list by the number of objects in the.
180  */
181 #define MAX_PARTIAL 10
182
183 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
184                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
185
186 /*
187  * Set of flags that will prevent slab merging
188  */
189 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
190                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
191
192 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
193                 SLAB_CACHE_DMA)
194
195 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
196 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
197 #endif
198
199 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
200 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
201 #endif
202
203 /* Internal SLUB flags */
204 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
205 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
206
207 /* Not all arches define cache_line_size */
208 #ifndef cache_line_size
209 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
210 #endif
211
212 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
213
214 #ifdef CONFIG_SMP
215 static struct notifier_block slab_notifier;
216 #endif
217
218 static enum {
219         DOWN,           /* No slab functionality available */
220         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
221         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
222         SYSFS           /* Sysfs up */
223 } slab_state = DOWN;
224
225 /* A list of all slab caches on the system */
226 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
227 static LIST_HEAD(slab_caches);
228
229 /*
230  * Tracking user of a slab.
231  */
232 struct track {
233         void *addr;             /* Called from address */
234         int cpu;                /* Was running on cpu */
235         int pid;                /* Pid context */
236         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
237 };
238
239 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
240
241 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
242 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
243 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
244 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
245 #else
246 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
247 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
248                                                         { return 0; }
249 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
250 #endif
251
252 /********************************************************************
253  *                      Core slab cache functions
254  *******************************************************************/
255
256 int slab_is_available(void)
257 {
258         return slab_state >= UP;
259 }
260
261 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
262 {
263 #ifdef CONFIG_NUMA
264         return s->node[node];
265 #else
266         return &s->local_node;
267 #endif
268 }
269
270 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
271 {
272 #ifdef CONFIG_SMP
273         return s->cpu_slab[cpu];
274 #else
275         return &s->cpu_slab;
276 #endif
277 }
278
279 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
280                                 struct page *page, const void *object)
281 {
282         void *base;
283
284         if (!object)
285                 return 1;
286
287         base = page_address(page);
288         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
289                 (object - base) % s->size) {
290                 return 0;
291         }
292
293         return 1;
294 }
295
296 /*
297  * Slow version of get and set free pointer.
298  *
299  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
300  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
301  * from the page struct.
302  */
303 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
304 {
305         return *(void **)(object + s->offset);
306 }
307
308 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
309 {
310         *(void **)(object + s->offset) = fp;
311 }
312
313 /* Loop over all objects in a slab */
314 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
315         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
316                         __p += (__s)->size)
317
318 /* Scan freelist */
319 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
320         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
321
322 /* Determine object index from a given position */
323 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
324 {
325         return (p - addr) / s->size;
326 }
327
328 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
329 /*
330  * Debug settings:
331  */
332 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
333 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
334 #else
335 static int slub_debug;
336 #endif
337
338 static char *slub_debug_slabs;
339
340 /*
341  * Object debugging
342  */
343 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
344 {
345         int i, offset;
346         int newline = 1;
347         char ascii[17];
348
349         ascii[16] = 0;
350
351         for (i = 0; i < length; i++) {
352                 if (newline) {
353                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
354                         newline = 0;
355                 }
356                 printk(" %02x", addr[i]);
357                 offset = i % 16;
358                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
359                 if (offset == 15) {
360                         printk(" %s\n",ascii);
361                         newline = 1;
362                 }
363         }
364         if (!newline) {
365                 i %= 16;
366                 while (i < 16) {
367                         printk("   ");
368                         ascii[i] = ' ';
369                         i++;
370                 }
371                 printk(" %s\n", ascii);
372         }
373 }
374
375 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
376         enum track_item alloc)
377 {
378         struct track *p;
379
380         if (s->offset)
381                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
382         else
383                 p = object + s->inuse;
384
385         return p + alloc;
386 }
387
388 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
389                                 enum track_item alloc, void *addr)
390 {
391         struct track *p;
392
393         if (s->offset)
394                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
395         else
396                 p = object + s->inuse;
397
398         p += alloc;
399         if (addr) {
400                 p->addr = addr;
401                 p->cpu = smp_processor_id();
402                 p->pid = current ? current->pid : -1;
403                 p->when = jiffies;
404         } else
405                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
406 }
407
408 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
409 {
410         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
411                 return;
412
413         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
414         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
415 }
416
417 static void print_track(const char *s, struct track *t)
418 {
419         if (!t->addr)
420                 return;
421
422         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
423         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
424         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
425 }
426
427 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
428 {
429         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
430                 return;
431
432         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
433         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
434 }
435
436 static void print_page_info(struct page *page)
437 {
438         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
439                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
440
441 }
442
443 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
444 {
445         va_list args;
446         char buf[100];
447
448         va_start(args, fmt);
449         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
450         va_end(args);
451         printk(KERN_ERR "========================================"
452                         "=====================================\n");
453         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
454         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
455                         "-------------------------------------\n\n");
456 }
457
458 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
459 {
460         va_list args;
461         char buf[100];
462
463         va_start(args, fmt);
464         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
465         va_end(args);
466         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
467 }
468
469 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
470 {
471         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
472         u8 *addr = page_address(page);
473
474         print_tracking(s, p);
475
476         print_page_info(page);
477
478         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
479                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
480
481         if (p > addr + 16)
482                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
483
484         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
485
486         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
487                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
488                         s->inuse - s->objsize);
489
490         if (s->offset)
491                 off = s->offset + sizeof(void *);
492         else
493                 off = s->inuse;
494
495         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
496                 off += 2 * sizeof(struct track);
497
498         if (off != s->size)
499                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
500                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
501
502         dump_stack();
503 }
504
505 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
506                         u8 *object, char *reason)
507 {
508         slab_bug(s, reason);
509         print_trailer(s, page, object);
510 }
511
512 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
513 {
514         va_list args;
515         char buf[100];
516
517         va_start(args, fmt);
518         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
519         va_end(args);
520         slab_bug(s, fmt);
521         print_page_info(page);
522         dump_stack();
523 }
524
525 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
526 {
527         u8 *p = object;
528
529         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
530                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
531                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
532         }
533
534         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
535                 memset(p + s->objsize,
536                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
537                         s->inuse - s->objsize);
538 }
539
540 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
541 {
542         while (bytes) {
543                 if (*start != (u8)value)
544                         return start;
545                 start++;
546                 bytes--;
547         }
548         return NULL;
549 }
550
551 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
552                                                 void *from, void *to)
553 {
554         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
555         memset(from, data, to - from);
556 }
557
558 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
559                         u8 *object, char *what,
560                         u8* start, unsigned int value, unsigned int bytes)
561 {
562         u8 *fault;
563         u8 *end;
564
565         fault = check_bytes(start, value, bytes);
566         if (!fault)
567                 return 1;
568
569         end = start + bytes;
570         while (end > fault && end[-1] == value)
571                 end--;
572
573         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
574         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
575                                         fault, end - 1, fault[0], value);
576         print_trailer(s, page, object);
577
578         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
579         return 0;
580 }
581
582 /*
583  * Object layout:
584  *
585  * object address
586  *      Bytes of the object to be managed.
587  *      If the freepointer may overlay the object then the free
588  *      pointer is the first word of the object.
589  *
590  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
591  *      0xa5 (POISON_END)
592  *
593  * object + s->objsize
594  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
595  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
596  *      objsize == inuse.
597  *
598  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
599  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
600  *
601  * object + s->inuse
602  *      Meta data starts here.
603  *
604  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
605  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
606  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
607  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
608  *              before the word boundary.
609  *
610  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
611  *
612  * object + s->size
613  *      Nothing is used beyond s->size.
614  *
615  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
616  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
617  * may be used with merged slabcaches.
618  */
619
620 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
621 {
622         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
623
624         if (s->offset)
625                 /* Freepointer is placed after the object. */
626                 off += sizeof(void *);
627
628         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
629                 /* We also have user information there */
630                 off += 2 * sizeof(struct track);
631
632         if (s->size == off)
633                 return 1;
634
635         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
636                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
637 }
638
639 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
640 {
641         u8 *start;
642         u8 *fault;
643         u8 *end;
644         int length;
645         int remainder;
646
647         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
648                 return 1;
649
650         start = page_address(page);
651         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
652         length = s->objects * s->size;
653         remainder = end - (start + length);
654         if (!remainder)
655                 return 1;
656
657         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
658         if (!fault)
659                 return 1;
660         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
661                 end--;
662
663         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
664         print_section("Padding", start, length);
665
666         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
667         return 0;
668 }
669
670 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
671                                         void *object, int active)
672 {
673         u8 *p = object;
674         u8 *endobject = object + s->objsize;
675
676         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
677                 unsigned int red =
678                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
679
680                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
681                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
682                         return 0;
683         } else {
684                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse)
685                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding", endobject,
686                                 POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
687         }
688
689         if (s->flags & SLAB_POISON) {
690                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
691                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
692                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
693                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
694                                 p + s->objsize -1, POISON_END, 1)))
695                         return 0;
696                 /*
697                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
698                  */
699                 check_pad_bytes(s, page, p);
700         }
701
702         if (!s->offset && active)
703                 /*
704                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
705                  * freepointer while object is allocated.
706                  */
707                 return 1;
708
709         /* Check free pointer validity */
710         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
711                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
712                 /*
713                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
714                  * of the free objects in this slab. May cause
715                  * another error because the object count is now wrong.
716                  */
717                 set_freepointer(s, p, NULL);
718                 return 0;
719         }
720         return 1;
721 }
722
723 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
724 {
725         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
726
727         if (!PageSlab(page)) {
728                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
729                 return 0;
730         }
731         if (page->inuse > s->objects) {
732                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
733                         s->name, page->inuse, s->objects);
734                 return 0;
735         }
736         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
737         slab_pad_check(s, page);
738         return 1;
739 }
740
741 /*
742  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
743  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
744  */
745 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
746 {
747         int nr = 0;
748         void *fp = page->freelist;
749         void *object = NULL;
750
751         while (fp && nr <= s->objects) {
752                 if (fp == search)
753                         return 1;
754                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
755                         if (object) {
756                                 object_err(s, page, object,
757                                         "Freechain corrupt");
758                                 set_freepointer(s, object, NULL);
759                                 break;
760                         } else {
761                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
762                                 page->freelist = NULL;
763                                 page->inuse = s->objects;
764                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
765                                 return 0;
766                         }
767                         break;
768                 }
769                 object = fp;
770                 fp = get_freepointer(s, object);
771                 nr++;
772         }
773
774         if (page->inuse != s->objects - nr) {
775                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
776                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
777                 page->inuse = s->objects - nr;
778                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
779         }
780         return search == NULL;
781 }
782
783 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
784 {
785         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
786                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
787                         s->name,
788                         alloc ? "alloc" : "free",
789                         object, page->inuse,
790                         page->freelist);
791
792                 if (!alloc)
793                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
794
795                 dump_stack();
796         }
797 }
798
799 /*
800  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
801  */
802 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
803 {
804         spin_lock(&n->list_lock);
805         list_add(&page->lru, &n->full);
806         spin_unlock(&n->list_lock);
807 }
808
809 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
810 {
811         struct kmem_cache_node *n;
812
813         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
814                 return;
815
816         n = get_node(s, page_to_nid(page));
817
818         spin_lock(&n->list_lock);
819         list_del(&page->lru);
820         spin_unlock(&n->list_lock);
821 }
822
823 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
824                                                                 void *object)
825 {
826         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
827                 return;
828
829         init_object(s, object, 0);
830         init_tracking(s, object);
831 }
832
833 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
834                                                 void *object, void *addr)
835 {
836         if (!check_slab(s, page))
837                 goto bad;
838
839         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
840                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
841                 goto bad;
842         }
843
844         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
845                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
846                 goto bad;
847         }
848
849         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
850                 goto bad;
851
852         /* Success perform special debug activities for allocs */
853         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
854                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
855         trace(s, page, object, 1);
856         init_object(s, object, 1);
857         return 1;
858
859 bad:
860         if (PageSlab(page)) {
861                 /*
862                  * If this is a slab page then lets do the best we can
863                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
864                  * as used avoids touching the remaining objects.
865                  */
866                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
867                 page->inuse = s->objects;
868                 page->freelist = NULL;
869         }
870         return 0;
871 }
872
873 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
874                                                 void *object, void *addr)
875 {
876         if (!check_slab(s, page))
877                 goto fail;
878
879         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
880                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
881                 goto fail;
882         }
883
884         if (on_freelist(s, page, object)) {
885                 object_err(s, page, object, "Object already free");
886                 goto fail;
887         }
888
889         if (!check_object(s, page, object, 1))
890                 return 0;
891
892         if (unlikely(s != page->slab)) {
893                 if (!PageSlab(page))
894                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
895                                 "outside of slab", object);
896                 else
897                 if (!page->slab) {
898                         printk(KERN_ERR
899                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
900                                                 object);
901                         dump_stack();
902                 }
903                 else
904                         object_err(s, page, object,
905                                         "page slab pointer corrupt.");
906                 goto fail;
907         }
908
909         /* Special debug activities for freeing objects */
910         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
911                 remove_full(s, page);
912         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
913                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
914         trace(s, page, object, 0);
915         init_object(s, object, 0);
916         return 1;
917
918 fail:
919         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
920         return 0;
921 }
922
923 static int __init setup_slub_debug(char *str)
924 {
925         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
926         if (*str++ != '=' || !*str)
927                 /*
928                  * No options specified. Switch on full debugging.
929                  */
930                 goto out;
931
932         if (*str == ',')
933                 /*
934                  * No options but restriction on slabs. This means full
935                  * debugging for slabs matching a pattern.
936                  */
937                 goto check_slabs;
938
939         slub_debug = 0;
940         if (*str == '-')
941                 /*
942                  * Switch off all debugging measures.
943                  */
944                 goto out;
945
946         /*
947          * Determine which debug features should be switched on
948          */
949         for ( ;*str && *str != ','; str++) {
950                 switch (tolower(*str)) {
951                 case 'f':
952                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
953                         break;
954                 case 'z':
955                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
956                         break;
957                 case 'p':
958                         slub_debug |= SLAB_POISON;
959                         break;
960                 case 'u':
961                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
962                         break;
963                 case 't':
964                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
965                         break;
966                 default:
967                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
968                                 "unknown. skipped\n",*str);
969                 }
970         }
971
972 check_slabs:
973         if (*str == ',')
974                 slub_debug_slabs = str + 1;
975 out:
976         return 1;
977 }
978
979 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
980
981 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
982         unsigned long flags, const char *name,
983         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
984 {
985         /*
986          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
987          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
988          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
989          * object anymore.
990          *
991          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
992          * the limit is 512k.
993          *
994          * Debugging or ctor may create a need to move the free
995          * pointer. Fail if this happens.
996          */
997         if (objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
998                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
999                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1000                 BUG_ON(ctor);
1001         } else {
1002                 /*
1003                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1004                  */
1005                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1006                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1007                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1008                                 flags |= slub_debug;
1009         }
1010
1011         return flags;
1012 }
1013 #else
1014 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1015                         struct page *page, void *object) {}
1016
1017 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1018         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1019
1020 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1021         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1022
1023 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1024                         { return 1; }
1025 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1026                         void *object, int active) { return 1; }
1027 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1028 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1029         unsigned long flags, const char *name,
1030         void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1031 {
1032         return flags;
1033 }
1034 #define slub_debug 0
1035 #endif
1036 /*
1037  * Slab allocation and freeing
1038  */
1039 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1040 {
1041         struct page * page;
1042         int pages = 1 << s->order;
1043
1044         if (s->order)
1045                 flags |= __GFP_COMP;
1046
1047         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
1048                 flags |= SLUB_DMA;
1049
1050         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1051                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1052
1053         if (node == -1)
1054                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1055         else
1056                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1057
1058         if (!page)
1059                 return NULL;
1060
1061         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1062                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1063                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1064                 pages);
1065
1066         return page;
1067 }
1068
1069 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1070                                 void *object)
1071 {
1072         setup_object_debug(s, page, object);
1073         if (unlikely(s->ctor))
1074                 s->ctor(object, s, 0);
1075 }
1076
1077 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1078 {
1079         struct page *page;
1080         struct kmem_cache_node *n;
1081         void *start;
1082         void *end;
1083         void *last;
1084         void *p;
1085
1086         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1087
1088         if (flags & __GFP_WAIT)
1089                 local_irq_enable();
1090
1091         page = allocate_slab(s,
1092                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1093         if (!page)
1094                 goto out;
1095
1096         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1097         if (n)
1098                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1099         page->slab = s;
1100         page->flags |= 1 << PG_slab;
1101         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1102                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1103                 SetSlabDebug(page);
1104
1105         start = page_address(page);
1106         end = start + s->objects * s->size;
1107
1108         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1109                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1110
1111         last = start;
1112         for_each_object(p, s, start) {
1113                 setup_object(s, page, last);
1114                 set_freepointer(s, last, p);
1115                 last = p;
1116         }
1117         setup_object(s, page, last);
1118         set_freepointer(s, last, NULL);
1119
1120         page->freelist = start;
1121         page->inuse = 0;
1122 out:
1123         if (flags & __GFP_WAIT)
1124                 local_irq_disable();
1125         return page;
1126 }
1127
1128 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1129 {
1130         int pages = 1 << s->order;
1131
1132         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1133                 void *p;
1134
1135                 slab_pad_check(s, page);
1136                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1137                         check_object(s, page, p, 0);
1138                 ClearSlabDebug(page);
1139         }
1140
1141         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1142                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1143                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1144                 - pages);
1145
1146         __free_pages(page, s->order);
1147 }
1148
1149 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1150 {
1151         struct page *page;
1152
1153         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1154         __free_slab(page->slab, page);
1155 }
1156
1157 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1158 {
1159         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1160                 /*
1161                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1162                  */
1163                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1164
1165                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1166         } else
1167                 __free_slab(s, page);
1168 }
1169
1170 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1173
1174         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1175         reset_page_mapcount(page);
1176         __ClearPageSlab(page);
1177         free_slab(s, page);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Per slab locking using the pagelock
1182  */
1183 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1184 {
1185         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1186 }
1187
1188 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1189 {
1190         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1191 }
1192
1193 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1194 {
1195         int rc = 1;
1196
1197         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1198         return rc;
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Management of partially allocated slabs
1203  */
1204 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1205 {
1206         spin_lock(&n->list_lock);
1207         n->nr_partial++;
1208         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1209         spin_unlock(&n->list_lock);
1210 }
1211
1212 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1213 {
1214         spin_lock(&n->list_lock);
1215         n->nr_partial++;
1216         list_add(&page->lru, &n->partial);
1217         spin_unlock(&n->list_lock);
1218 }
1219
1220 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1221                                                 struct page *page)
1222 {
1223         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1224
1225         spin_lock(&n->list_lock);
1226         list_del(&page->lru);
1227         n->nr_partial--;
1228         spin_unlock(&n->list_lock);
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Lock slab and remove from the partial list.
1233  *
1234  * Must hold list_lock.
1235  */
1236 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1237 {
1238         if (slab_trylock(page)) {
1239                 list_del(&page->lru);
1240                 n->nr_partial--;
1241                 SetSlabFrozen(page);
1242                 return 1;
1243         }
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1249  */
1250 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1251 {
1252         struct page *page;
1253
1254         /*
1255          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1256          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1257          * partial slab and there is none available then get_partials()
1258          * will return NULL.
1259          */
1260         if (!n || !n->nr_partial)
1261                 return NULL;
1262
1263         spin_lock(&n->list_lock);
1264         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1265                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1266                         goto out;
1267         page = NULL;
1268 out:
1269         spin_unlock(&n->list_lock);
1270         return page;
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1275  */
1276 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1277 {
1278 #ifdef CONFIG_NUMA
1279         struct zonelist *zonelist;
1280         struct zone **z;
1281         struct page *page;
1282
1283         /*
1284          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1285          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1286          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1287          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1288          *
1289          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1290          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1291          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1292          * from other nodes and filled up.
1293          *
1294          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1295          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1296          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1297          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1298          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1299          * with available objects.
1300          */
1301         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1302                 return NULL;
1303
1304         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1305                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1306         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1307                 struct kmem_cache_node *n;
1308
1309                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1310
1311                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1312                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1313                         page = get_partial_node(n);
1314                         if (page)
1315                                 return page;
1316                 }
1317         }
1318 #endif
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Get a partial page, lock it and return it.
1324  */
1325 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1326 {
1327         struct page *page;
1328         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1329
1330         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1331         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1332                 return page;
1333
1334         return get_any_partial(s, flags);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * Move a page back to the lists.
1339  *
1340  * Must be called with the slab lock held.
1341  *
1342  * On exit the slab lock will have been dropped.
1343  */
1344 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1345 {
1346         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1347
1348         ClearSlabFrozen(page);
1349         if (page->inuse) {
1350
1351                 if (page->freelist)
1352                         add_partial(n, page);
1353                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1354                         add_full(n, page);
1355                 slab_unlock(page);
1356
1357         } else {
1358                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1359                         /*
1360                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1361                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1362                          * to come after the other slabs with objects in
1363                          * order to fill them up. That way the size of the
1364                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1365                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1366                          */
1367                         add_partial_tail(n, page);
1368                         slab_unlock(page);
1369                 } else {
1370                         slab_unlock(page);
1371                         discard_slab(s, page);
1372                 }
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * Remove the cpu slab
1378  */
1379 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1380 {
1381         struct page *page = c->page;
1382         /*
1383          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1384          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1385          * to occur.
1386          */
1387         while (unlikely(c->freelist)) {
1388                 void **object;
1389
1390                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1391                 object = c->freelist;
1392                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1393
1394                 /* And put onto the regular freelist */
1395                 object[c->offset] = page->freelist;
1396                 page->freelist = object;
1397                 page->inuse--;
1398         }
1399         c->page = NULL;
1400         unfreeze_slab(s, page);
1401 }
1402
1403 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1404 {
1405         slab_lock(c->page);
1406         deactivate_slab(s, c);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Flush cpu slab.
1411  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1412  */
1413 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1414 {
1415         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1416
1417         if (likely(c && c->page))
1418                 flush_slab(s, c);
1419 }
1420
1421 static void flush_cpu_slab(void *d)
1422 {
1423         struct kmem_cache *s = d;
1424
1425         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1426 }
1427
1428 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1429 {
1430 #ifdef CONFIG_SMP
1431         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1432 #else
1433         unsigned long flags;
1434
1435         local_irq_save(flags);
1436         flush_cpu_slab(s);
1437         local_irq_restore(flags);
1438 #endif
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1443  * locality expectations.
1444  */
1445 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1446 {
1447 #ifdef CONFIG_NUMA
1448         if (node != -1 && c->node != node)
1449                 return 0;
1450 #endif
1451         return 1;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1456  * debugging duties.
1457  *
1458  * Interrupts are disabled.
1459  *
1460  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1461  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1462  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1463  *
1464  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1465  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1466  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1467  *
1468  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1469  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1470  */
1471 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1472                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1473 {
1474         void **object;
1475         struct page *new;
1476
1477         if (!c->page)
1478                 goto new_slab;
1479
1480         slab_lock(c->page);
1481         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1482                 goto another_slab;
1483 load_freelist:
1484         object = c->page->freelist;
1485         if (unlikely(!object))
1486                 goto another_slab;
1487         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1488                 goto debug;
1489
1490         object = c->page->freelist;
1491         c->freelist = object[c->offset];
1492         c->page->inuse = s->objects;
1493         c->page->freelist = NULL;
1494         c->node = page_to_nid(c->page);
1495         slab_unlock(c->page);
1496         return object;
1497
1498 another_slab:
1499         deactivate_slab(s, c);
1500
1501 new_slab:
1502         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1503         if (new) {
1504                 c->page = new;
1505                 goto load_freelist;
1506         }
1507
1508         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1509         if (new) {
1510                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1511                 if (c->page) {
1512                         /*
1513                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1514                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1515                          * on another cpu. The page may not be on the
1516                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1517                          * specified. So we need to recheck.
1518                          */
1519                         if (node_match(c, node)) {
1520                                 /*
1521                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1522                                  * want the current one since its cache hot
1523                                  */
1524                                 discard_slab(s, new);
1525                                 slab_lock(c->page);
1526                                 goto load_freelist;
1527                         }
1528                         /* New slab does not fit our expectations */
1529                         flush_slab(s, c);
1530                 }
1531                 slab_lock(new);
1532                 SetSlabFrozen(new);
1533                 c->page = new;
1534                 goto load_freelist;
1535         }
1536         return NULL;
1537 debug:
1538         object = c->page->freelist;
1539         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1540                 goto another_slab;
1541
1542         c->page->inuse++;
1543         c->page->freelist = object[c->offset];
1544         c->node = -1;
1545         slab_unlock(c->page);
1546         return object;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1551  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1552  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1553  *
1554  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1555  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1556  *
1557  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1558  */
1559 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1560                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1561 {
1562         void **object;
1563         unsigned long flags;
1564         struct kmem_cache_cpu *c;
1565
1566         local_irq_save(flags);
1567         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1568         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1569
1570                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1571
1572         else {
1573                 object = c->freelist;
1574                 c->freelist = object[c->offset];
1575         }
1576         local_irq_restore(flags);
1577
1578         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1579                 memset(object, 0, s->objsize);
1580
1581         return object;
1582 }
1583
1584 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1585 {
1586         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1587 }
1588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1589
1590 #ifdef CONFIG_NUMA
1591 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1592 {
1593         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1594 }
1595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1596 #endif
1597
1598 /*
1599  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1600  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1601  *
1602  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1603  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1604  * handling required then we can return immediately.
1605  */
1606 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1607                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1608 {
1609         void *prior;
1610         void **object = (void *)x;
1611
1612         slab_lock(page);
1613
1614         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1615                 goto debug;
1616 checks_ok:
1617         prior = object[offset] = page->freelist;
1618         page->freelist = object;
1619         page->inuse--;
1620
1621         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1622                 goto out_unlock;
1623
1624         if (unlikely(!page->inuse))
1625                 goto slab_empty;
1626
1627         /*
1628          * Objects left in the slab. If it
1629          * was not on the partial list before
1630          * then add it.
1631          */
1632         if (unlikely(!prior))
1633                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1634
1635 out_unlock:
1636         slab_unlock(page);
1637         return;
1638
1639 slab_empty:
1640         if (prior)
1641                 /*
1642                  * Slab still on the partial list.
1643                  */
1644                 remove_partial(s, page);
1645
1646         slab_unlock(page);
1647         discard_slab(s, page);
1648         return;
1649
1650 debug:
1651         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1652                 goto out_unlock;
1653         goto checks_ok;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1658  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1659  *
1660  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1661  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1662  * the item before.
1663  *
1664  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1665  * with all sorts of special processing.
1666  */
1667 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1668                         struct page *page, void *x, void *addr)
1669 {
1670         void **object = (void *)x;
1671         unsigned long flags;
1672         struct kmem_cache_cpu *c;
1673
1674         local_irq_save(flags);
1675         debug_check_no_locks_freed(object, s->objsize);
1676         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1677         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1678                 object[c->offset] = c->freelist;
1679                 c->freelist = object;
1680         } else
1681                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1682
1683         local_irq_restore(flags);
1684 }
1685
1686 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1687 {
1688         struct page *page;
1689
1690         page = virt_to_head_page(x);
1691
1692         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1693 }
1694 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1695
1696 /* Figure out on which slab object the object resides */
1697 static struct page *get_object_page(const void *x)
1698 {
1699         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1700
1701         if (!PageSlab(page))
1702                 return NULL;
1703
1704         return page;
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1709  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1710  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1711  * another.
1712  *
1713  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1714  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1715  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1716  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1717  * locking overhead.
1718  */
1719
1720 /*
1721  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1722  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1723  * and increases the number of allocations possible without having to
1724  * take the list_lock.
1725  */
1726 static int slub_min_order;
1727 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1728 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1729
1730 /*
1731  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1732  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1733  */
1734 static int slub_nomerge;
1735
1736 /*
1737  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1738  *
1739  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1740  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1741  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1742  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1743  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1744  * would be wasted.
1745  *
1746  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1747  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1748  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1749  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1750  *
1751  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1752  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1753  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1754  * of space in favor of a small page order.
1755  *
1756  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1757  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1758  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1759  * the smallest order which will fit the object.
1760  */
1761 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1762                                 int max_order, int fract_leftover)
1763 {
1764         int order;
1765         int rem;
1766         int min_order = slub_min_order;
1767
1768         for (order = max(min_order,
1769                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1770                         order <= max_order; order++) {
1771
1772                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1773
1774                 if (slab_size < min_objects * size)
1775                         continue;
1776
1777                 rem = slab_size % size;
1778
1779                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1780                         break;
1781
1782         }
1783
1784         return order;
1785 }
1786
1787 static inline int calculate_order(int size)
1788 {
1789         int order;
1790         int min_objects;
1791         int fraction;
1792
1793         /*
1794          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1795          * works by first attempting to generate a layout with
1796          * the best configuration and backing off gradually.
1797          *
1798          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1799          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1800          */
1801         min_objects = slub_min_objects;
1802         while (min_objects > 1) {
1803                 fraction = 8;
1804                 while (fraction >= 4) {
1805                         order = slab_order(size, min_objects,
1806                                                 slub_max_order, fraction);
1807                         if (order <= slub_max_order)
1808                                 return order;
1809                         fraction /= 2;
1810                 }
1811                 min_objects /= 2;
1812         }
1813
1814         /*
1815          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1816          * lets see if we can place a single object there.
1817          */
1818         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1819         if (order <= slub_max_order)
1820                 return order;
1821
1822         /*
1823          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1824          */
1825         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1826         if (order <= MAX_ORDER)
1827                 return order;
1828         return -ENOSYS;
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1833  */
1834 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1835                 unsigned long align, unsigned long size)
1836 {
1837         /*
1838          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1839          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1840          * large.
1841          *
1842          * The hardware cache alignment cannot override the
1843          * specified alignment though. If that is greater
1844          * then use it.
1845          */
1846         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1847                         size > cache_line_size() / 2)
1848                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1849
1850         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1851                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1852
1853         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1854 }
1855
1856 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1857                         struct kmem_cache_cpu *c)
1858 {
1859         c->page = NULL;
1860         c->freelist = NULL;
1861         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1862         c->node = 0;
1863 }
1864
1865 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1866 {
1867         n->nr_partial = 0;
1868         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1869         spin_lock_init(&n->list_lock);
1870         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1871 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1872         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1873 #endif
1874 }
1875
1876 #ifdef CONFIG_SMP
1877 /*
1878  * Per cpu array for per cpu structures.
1879  *
1880  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1881  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1882  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1883  * beneficial for the kmalloc caches.
1884  *
1885  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1886  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1887  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1888  *
1889  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1890  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1891  */
1892 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1893
1894 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1895                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1896
1897 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1898 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1899
1900 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1901                                                         int cpu, gfp_t flags)
1902 {
1903         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1904
1905         if (c)
1906                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1907                                 (void *)c->freelist;
1908         else {
1909                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1910                 c = kmalloc_node(
1911                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1912                         flags, cpu_to_node(cpu));
1913                 if (!c)
1914                         return NULL;
1915         }
1916
1917         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1918         return c;
1919 }
1920
1921 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1922 {
1923         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1924                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1925                 kfree(c);
1926                 return;
1927         }
1928         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1929         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1930 }
1931
1932 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1933 {
1934         int cpu;
1935
1936         for_each_online_cpu(cpu) {
1937                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1938
1939                 if (c) {
1940                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1941                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1942                 }
1943         }
1944 }
1945
1946 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1947 {
1948         int cpu;
1949
1950         for_each_online_cpu(cpu) {
1951                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1952
1953                 if (c)
1954                         continue;
1955
1956                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1957                 if (!c) {
1958                         free_kmem_cache_cpus(s);
1959                         return 0;
1960                 }
1961                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1962         }
1963         return 1;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Initialize the per cpu array.
1968  */
1969 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1970 {
1971         int i;
1972
1973         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1974                 return;
1975
1976         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
1977                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
1978
1979         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
1980 }
1981
1982 static void __init init_alloc_cpu(void)
1983 {
1984         int cpu;
1985
1986         for_each_online_cpu(cpu)
1987                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
1988   }
1989
1990 #else
1991 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
1992 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
1993
1994 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1995 {
1996         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
1997         return 1;
1998 }
1999 #endif
2000
2001 #ifdef CONFIG_NUMA
2002 /*
2003  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2004  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2005  * possible.
2006  *
2007  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2008  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2009  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2010  */
2011 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2012                                                            int node)
2013 {
2014         struct page *page;
2015         struct kmem_cache_node *n;
2016
2017         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2018
2019         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2020
2021         BUG_ON(!page);
2022         if (page_to_nid(page) != node) {
2023                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2024                                 "node %d\n", node);
2025                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2026                                 "in order to be able to continue\n");
2027         }
2028
2029         n = page->freelist;
2030         BUG_ON(!n);
2031         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2032         page->inuse++;
2033         kmalloc_caches->node[node] = n;
2034 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2035         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2036         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2037 #endif
2038         init_kmem_cache_node(n);
2039         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2040         add_partial(n, page);
2041
2042         /*
2043          * new_slab() disables interupts. If we do not reenable interrupts here
2044          * then bootup would continue with interrupts disabled.
2045          */
2046         local_irq_enable();
2047         return n;
2048 }
2049
2050 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2051 {
2052         int node;
2053
2054         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2055                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2056                 if (n && n != &s->local_node)
2057                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2058                 s->node[node] = NULL;
2059         }
2060 }
2061
2062 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2063 {
2064         int node;
2065         int local_node;
2066
2067         if (slab_state >= UP)
2068                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2069         else
2070                 local_node = 0;
2071
2072         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2073                 struct kmem_cache_node *n;
2074
2075                 if (local_node == node)
2076                         n = &s->local_node;
2077                 else {
2078                         if (slab_state == DOWN) {
2079                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2080                                                                 node);
2081                                 continue;
2082                         }
2083                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2084                                                         gfpflags, node);
2085
2086                         if (!n) {
2087                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2088                                 return 0;
2089                         }
2090
2091                 }
2092                 s->node[node] = n;
2093                 init_kmem_cache_node(n);
2094         }
2095         return 1;
2096 }
2097 #else
2098 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2099 {
2100 }
2101
2102 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2103 {
2104         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2105         return 1;
2106 }
2107 #endif
2108
2109 /*
2110  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2111  * a slab object.
2112  */
2113 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2114 {
2115         unsigned long flags = s->flags;
2116         unsigned long size = s->objsize;
2117         unsigned long align = s->align;
2118
2119         /*
2120          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2121          * the slab may touch the object after free or before allocation
2122          * then we should never poison the object itself.
2123          */
2124         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2125                         !s->ctor)
2126                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2127         else
2128                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2129
2130         /*
2131          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2132          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2133          * the possible location of the free pointer.
2134          */
2135         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2136
2137 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2138         /*
2139          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2140          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2141          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2142          */
2143         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2144                 size += sizeof(void *);
2145 #endif
2146
2147         /*
2148          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2149          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2150          */
2151         s->inuse = size;
2152
2153         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2154                 s->ctor)) {
2155                 /*
2156                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2157                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2158                  * kmem_cache_free.
2159                  *
2160                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2161                  * destructor or are poisoning the objects.
2162                  */
2163                 s->offset = size;
2164                 size += sizeof(void *);
2165         }
2166
2167 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2168         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2169                 /*
2170                  * Need to store information about allocs and frees after
2171                  * the object.
2172                  */
2173                 size += 2 * sizeof(struct track);
2174
2175         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2176                 /*
2177                  * Add some empty padding so that we can catch
2178                  * overwrites from earlier objects rather than let
2179                  * tracking information or the free pointer be
2180                  * corrupted if an user writes before the start
2181                  * of the object.
2182                  */
2183                 size += sizeof(void *);
2184 #endif
2185
2186         /*
2187          * Determine the alignment based on various parameters that the
2188          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2189          * on bootup.
2190          */
2191         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2192
2193         /*
2194          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2195          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2196          * each object to conform to the alignment.
2197          */
2198         size = ALIGN(size, align);
2199         s->size = size;
2200
2201         s->order = calculate_order(size);
2202         if (s->order < 0)
2203                 return 0;
2204
2205         /*
2206          * Determine the number of objects per slab
2207          */
2208         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2209
2210         return !!s->objects;
2211
2212 }
2213
2214 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2215                 const char *name, size_t size,
2216                 size_t align, unsigned long flags,
2217                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2218 {
2219         memset(s, 0, kmem_size);
2220         s->name = name;
2221         s->ctor = ctor;
2222         s->objsize = size;
2223         s->align = align;
2224         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2225
2226         if (!calculate_sizes(s))
2227                 goto error;
2228
2229         s->refcount = 1;
2230 #ifdef CONFIG_NUMA
2231         s->defrag_ratio = 100;
2232 #endif
2233         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2234                 goto error;
2235
2236         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2237                 return 1;
2238         free_kmem_cache_nodes(s);
2239 error:
2240         if (flags & SLAB_PANIC)
2241                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2242                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2243                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2244                         s->offset, flags);
2245         return 0;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Check if a given pointer is valid
2250  */
2251 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2252 {
2253         struct page * page;
2254
2255         page = get_object_page(object);
2256
2257         if (!page || s != page->slab)
2258                 /* No slab or wrong slab */
2259                 return 0;
2260
2261         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2262                 return 0;
2263
2264         /*
2265          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2266          * But this would be too expensive and it seems that the main
2267          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2268          * to a certain slab.
2269          */
2270         return 1;
2271 }
2272 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2273
2274 /*
2275  * Determine the size of a slab object
2276  */
2277 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2278 {
2279         return s->objsize;
2280 }
2281 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2282
2283 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2284 {
2285         return s->name;
2286 }
2287 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2288
2289 /*
2290  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2291  * were unable to free.
2292  */
2293 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2294                         struct list_head *list)
2295 {
2296         int slabs_inuse = 0;
2297         unsigned long flags;
2298         struct page *page, *h;
2299
2300         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2301         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2302                 if (!page->inuse) {
2303                         list_del(&page->lru);
2304                         discard_slab(s, page);
2305                 } else
2306                         slabs_inuse++;
2307         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2308         return slabs_inuse;
2309 }
2310
2311 /*
2312  * Release all resources used by a slab cache.
2313  */
2314 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2315 {
2316         int node;
2317
2318         flush_all(s);
2319
2320         /* Attempt to free all objects */
2321         free_kmem_cache_cpus(s);
2322         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2323                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2324
2325                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2326                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2327                         return 1;
2328         }
2329         free_kmem_cache_nodes(s);
2330         return 0;
2331 }
2332
2333 /*
2334  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2335  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2336  */
2337 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2338 {
2339         down_write(&slub_lock);
2340         s->refcount--;
2341         if (!s->refcount) {
2342                 list_del(&s->list);
2343                 up_write(&slub_lock);
2344                 if (kmem_cache_close(s))
2345                         WARN_ON(1);
2346                 sysfs_slab_remove(s);
2347                 kfree(s);
2348         } else
2349                 up_write(&slub_lock);
2350 }
2351 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2352
2353 /********************************************************************
2354  *              Kmalloc subsystem
2355  *******************************************************************/
2356
2357 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT] __cacheline_aligned;
2358 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2359
2360 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2361 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT];
2362 #endif
2363
2364 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2365 {
2366         get_option (&str, &slub_min_order);
2367
2368         return 1;
2369 }
2370
2371 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2372
2373 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2374 {
2375         get_option (&str, &slub_max_order);
2376
2377         return 1;
2378 }
2379
2380 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2381
2382 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2383 {
2384         get_option (&str, &slub_min_objects);
2385
2386         return 1;
2387 }
2388
2389 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2390
2391 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2392 {
2393         slub_nomerge = 1;
2394         return 1;
2395 }
2396
2397 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2398
2399 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2400                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2401 {
2402         unsigned int flags = 0;
2403
2404         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2405                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2406
2407         down_write(&slub_lock);
2408         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2409                         flags, NULL))
2410                 goto panic;
2411
2412         list_add(&s->list, &slab_caches);
2413         up_write(&slub_lock);
2414         if (sysfs_slab_add(s))
2415                 goto panic;
2416         return s;
2417
2418 panic:
2419         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2420 }
2421
2422 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2423
2424 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2425 {
2426         struct kmem_cache *s;
2427
2428         down_write(&slub_lock);
2429         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2430                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2431                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2432                         sysfs_slab_add(s);
2433                 }
2434         }
2435         up_write(&slub_lock);
2436 }
2437
2438 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2439
2440 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2441 {
2442         struct kmem_cache *s;
2443         char *text;
2444         size_t realsize;
2445
2446         s = kmalloc_caches_dma[index];
2447         if (s)
2448                 return s;
2449
2450         /* Dynamically create dma cache */
2451         if (flags & __GFP_WAIT)
2452                 down_write(&slub_lock);
2453         else {
2454                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2455                         goto out;
2456         }
2457
2458         if (kmalloc_caches_dma[index])
2459                 goto unlock_out;
2460
2461         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2462         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d", (unsigned int)realsize),
2463         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2464
2465         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2466                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2467                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2468                 kfree(s);
2469                 kfree(text);
2470                 goto unlock_out;
2471         }
2472
2473         list_add(&s->list, &slab_caches);
2474         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2475
2476         schedule_work(&sysfs_add_work);
2477
2478 unlock_out:
2479         up_write(&slub_lock);
2480 out:
2481         return kmalloc_caches_dma[index];
2482 }
2483 #endif
2484
2485 /*
2486  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2487  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2488  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2489  * fls.
2490  */
2491 static s8 size_index[24] = {
2492         3,      /* 8 */
2493         4,      /* 16 */
2494         5,      /* 24 */
2495         5,      /* 32 */
2496         6,      /* 40 */
2497         6,      /* 48 */
2498         6,      /* 56 */
2499         6,      /* 64 */
2500         1,      /* 72 */
2501         1,      /* 80 */
2502         1,      /* 88 */
2503         1,      /* 96 */
2504         7,      /* 104 */
2505         7,      /* 112 */
2506         7,      /* 120 */
2507         7,      /* 128 */
2508         2,      /* 136 */
2509         2,      /* 144 */
2510         2,      /* 152 */
2511         2,      /* 160 */
2512         2,      /* 168 */
2513         2,      /* 176 */
2514         2,      /* 184 */
2515         2       /* 192 */
2516 };
2517
2518 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2519 {
2520         int index;
2521
2522         if (size <= 192) {
2523                 if (!size)
2524                         return ZERO_SIZE_PTR;
2525
2526                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2527         } else
2528                 index = fls(size - 1);
2529
2530 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2531         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2532                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2533
2534 #endif
2535         return &kmalloc_caches[index];
2536 }
2537
2538 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2539 {
2540         struct kmem_cache *s;
2541
2542         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2543                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2544                                                         get_order(size));
2545
2546         s = get_slab(size, flags);
2547
2548         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2549                 return s;
2550
2551         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2552 }
2553 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2554
2555 #ifdef CONFIG_NUMA
2556 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2557 {
2558         struct kmem_cache *s;
2559
2560         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2561                 return (void *)__get_free_pages(flags | __GFP_COMP,
2562                                                         get_order(size));
2563
2564         s = get_slab(size, flags);
2565
2566         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2567                 return s;
2568
2569         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2570 }
2571 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2572 #endif
2573
2574 size_t ksize(const void *object)
2575 {
2576         struct page *page;
2577         struct kmem_cache *s;
2578
2579         BUG_ON(!object);
2580         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2581                 return 0;
2582
2583         page = get_object_page(object);
2584         BUG_ON(!page);
2585         s = page->slab;
2586         BUG_ON(!s);
2587
2588         /*
2589          * Debugging requires use of the padding between object
2590          * and whatever may come after it.
2591          */
2592         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2593                 return s->objsize;
2594
2595         /*
2596          * If we have the need to store the freelist pointer
2597          * back there or track user information then we can
2598          * only use the space before that information.
2599          */
2600         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2601                 return s->inuse;
2602
2603         /*
2604          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2605          */
2606         return s->size;
2607 }
2608 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2609
2610 void kfree(const void *x)
2611 {
2612         struct page *page;
2613
2614         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2615                 return;
2616
2617         page = virt_to_head_page(x);
2618         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2619                 put_page(page);
2620                 return;
2621         }
2622         slab_free(page->slab, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2625
2626 /*
2627  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2628  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2629  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2630  * and thus they can be removed from the partial lists.
2631  *
2632  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2633  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2634  * are freed in them.
2635  */
2636 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2637 {
2638         int node;
2639         int i;
2640         struct kmem_cache_node *n;
2641         struct page *page;
2642         struct page *t;
2643         struct list_head *slabs_by_inuse =
2644                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2645         unsigned long flags;
2646
2647         if (!slabs_by_inuse)
2648                 return -ENOMEM;
2649
2650         flush_all(s);
2651         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2652                 n = get_node(s, node);
2653
2654                 if (!n->nr_partial)
2655                         continue;
2656
2657                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2658                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2659
2660                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2661
2662                 /*
2663                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2664                  *
2665                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2666                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2667                  */
2668                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2669                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2670                                 /*
2671                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2672                                  * may have freed the last object and be
2673                                  * waiting to release the slab.
2674                                  */
2675                                 list_del(&page->lru);
2676                                 n->nr_partial--;
2677                                 slab_unlock(page);
2678                                 discard_slab(s, page);
2679                         } else {
2680                                 list_move(&page->lru,
2681                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2682                         }
2683                 }
2684
2685                 /*
2686                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2687                  * first and the least used slabs at the end.
2688                  */
2689                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2690                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2691
2692                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2693         }
2694
2695         kfree(slabs_by_inuse);
2696         return 0;
2697 }
2698 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2699
2700 /********************************************************************
2701  *                      Basic setup of slabs
2702  *******************************************************************/
2703
2704 void __init kmem_cache_init(void)
2705 {
2706         int i;
2707         int caches = 0;
2708
2709         init_alloc_cpu();
2710
2711 #ifdef CONFIG_NUMA
2712         /*
2713          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2714          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2715          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2716          */
2717         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2718                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2719         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2720         caches++;
2721 #endif
2722
2723         /* Able to allocate the per node structures */
2724         slab_state = PARTIAL;
2725
2726         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2727         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2728                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2729                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2730                 caches++;
2731         }
2732         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2733                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2734                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2735                 caches++;
2736         }
2737
2738         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++) {
2739                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2740                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2741                 caches++;
2742         }
2743
2744
2745         /*
2746          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2747          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2748          * mips it seems. The standard arches will not generate any code here.
2749          *
2750          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2751          * handle the index determination for the smaller caches.
2752          *
2753          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2754          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2755          */
2756         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2757                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2758
2759         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2760                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2761
2762         slab_state = UP;
2763
2764         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2765         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i < PAGE_SHIFT; i++)
2766                 kmalloc_caches[i]. name =
2767                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2768
2769 #ifdef CONFIG_SMP
2770         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2771         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2772                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2773 #else
2774         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2775 #endif
2776
2777
2778         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2779                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2780                 caches, cache_line_size(),
2781                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2782                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2783 }
2784
2785 /*
2786  * Find a mergeable slab cache
2787  */
2788 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2789 {
2790         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2791                 return 1;
2792
2793         if (s->ctor)
2794                 return 1;
2795
2796         /*
2797          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2798          */
2799         if (s->refcount < 0)
2800                 return 1;
2801
2802         return 0;
2803 }
2804
2805 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2806                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
2807                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2808 {
2809         struct kmem_cache *s;
2810
2811         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2812                 return NULL;
2813
2814         if (ctor)
2815                 return NULL;
2816
2817         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2818         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2819         size = ALIGN(size, align);
2820         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
2821
2822         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2823                 if (slab_unmergeable(s))
2824                         continue;
2825
2826                 if (size > s->size)
2827                         continue;
2828
2829                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2830                                 continue;
2831                 /*
2832                  * Check if alignment is compatible.
2833                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2834                  */
2835                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2836                         continue;
2837
2838                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2839                         continue;
2840
2841                 return s;
2842         }
2843         return NULL;
2844 }
2845
2846 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2847                 size_t align, unsigned long flags,
2848                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2849 {
2850         struct kmem_cache *s;
2851
2852         down_write(&slub_lock);
2853         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2854         if (s) {
2855                 s->refcount++;
2856                 /*
2857                  * Adjust the object sizes so that we clear
2858                  * the complete object on kzalloc.
2859                  */
2860                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2861                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2862                 up_write(&slub_lock);
2863                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2864                         goto err;
2865                 return s;
2866         }
2867         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2868         if (s) {
2869                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2870                                 size, align, flags, ctor)) {
2871                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2872                         up_write(&slub_lock);
2873                         if (sysfs_slab_add(s))
2874                                 goto err;
2875                         return s;
2876                 }
2877                 kfree(s);
2878         }
2879         up_write(&slub_lock);
2880
2881 err:
2882         if (flags & SLAB_PANIC)
2883                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2884         else
2885                 s = NULL;
2886         return s;
2887 }
2888 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2889
2890 #ifdef CONFIG_SMP
2891 /*
2892  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2893  * necessary.
2894  */
2895 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2896                 unsigned long action, void *hcpu)
2897 {
2898         long cpu = (long)hcpu;
2899         struct kmem_cache *s;
2900         unsigned long flags;
2901
2902         switch (action) {
2903         case CPU_UP_PREPARE:
2904         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
2905                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2906                 down_read(&slub_lock);
2907                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2908                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
2909                                                         GFP_KERNEL);
2910                 up_read(&slub_lock);
2911                 break;
2912
2913         case CPU_UP_CANCELED:
2914         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2915         case CPU_DEAD:
2916         case CPU_DEAD_FROZEN:
2917                 down_read(&slub_lock);
2918                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2919                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
2920
2921                         local_irq_save(flags);
2922                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
2923                         local_irq_restore(flags);
2924                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
2925                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
2926                 }
2927                 up_read(&slub_lock);
2928                 break;
2929         default:
2930                 break;
2931         }
2932         return NOTIFY_OK;
2933 }
2934
2935 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2936         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2937
2938 #endif
2939
2940 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2941 {
2942         struct kmem_cache *s;
2943
2944         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2945                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2946                                                         get_order(size));
2947         s = get_slab(size, gfpflags);
2948
2949         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2950                 return s;
2951
2952         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2953 }
2954
2955 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2956                                         int node, void *caller)
2957 {
2958         struct kmem_cache *s;
2959
2960         if (unlikely(size > PAGE_SIZE / 2))
2961                 return (void *)__get_free_pages(gfpflags | __GFP_COMP,
2962                                                         get_order(size));
2963         s = get_slab(size, gfpflags);
2964
2965         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2966                 return s;
2967
2968         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2969 }
2970
2971 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2972 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2973                                                 unsigned long *map)
2974 {
2975         void *p;
2976         void *addr = page_address(page);
2977
2978         if (!check_slab(s, page) ||
2979                         !on_freelist(s, page, NULL))
2980                 return 0;
2981
2982         /* Now we know that a valid freelist exists */
2983         bitmap_zero(map, s->objects);
2984
2985         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2986                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2987                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2988                         return 0;
2989         }
2990
2991         for_each_object(p, s, addr)
2992                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2993                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2994                                 return 0;
2995         return 1;
2996 }
2997
2998 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
2999                                                 unsigned long *map)
3000 {
3001         if (slab_trylock(page)) {
3002                 validate_slab(s, page, map);
3003                 slab_unlock(page);
3004         } else
3005                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3006                         s->name, page);
3007
3008         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3009                 if (!SlabDebug(page))
3010                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3011                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3012         } else {
3013                 if (SlabDebug(page))
3014                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3015                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3016         }
3017 }
3018
3019 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3020                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3021 {
3022         unsigned long count = 0;
3023         struct page *page;
3024         unsigned long flags;
3025
3026         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3027
3028         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3029                 validate_slab_slab(s, page, map);
3030                 count++;
3031         }
3032         if (count != n->nr_partial)
3033                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3034                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3035
3036         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3037                 goto out;
3038
3039         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3040                 validate_slab_slab(s, page, map);
3041                 count++;
3042         }
3043         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3044                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3045                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3046                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3047
3048 out:
3049         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3050         return count;
3051 }
3052
3053 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3054 {
3055         int node;
3056         unsigned long count = 0;
3057         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3058                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3059
3060         if (!map)
3061                 return -ENOMEM;
3062
3063         flush_all(s);
3064         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3065                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3066
3067                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3068         }
3069         kfree(map);
3070         return count;
3071 }
3072
3073 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3074 static void resiliency_test(void)
3075 {
3076         u8 *p;
3077
3078         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3079         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3080         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3081
3082         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3083         p[16] = 0x12;
3084         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3085                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3086
3087         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3088
3089         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3090         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3091         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3092         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3093                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3094         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3095
3096         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3097         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3098         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3099         *p = 0x56;
3100         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3101                                                                         p);
3102         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3103         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3104
3105         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3106         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3107         kfree(p);
3108         *p = 0x78;
3109         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3110         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3111
3112         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3113         kfree(p);
3114         p[50] = 0x9a;
3115         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
3116         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3117
3118         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3119         kfree(p);
3120         p[512] = 0xab;
3121         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3122         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3123 }
3124 #else
3125 static void resiliency_test(void) {};
3126 #endif
3127
3128 /*
3129  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3130  * and freed.
3131  */
3132
3133 struct location {
3134         unsigned long count;
3135         void *addr;
3136         long long sum_time;
3137         long min_time;
3138         long max_time;
3139         long min_pid;
3140         long max_pid;
3141         cpumask_t cpus;
3142         nodemask_t nodes;
3143 };
3144
3145 struct loc_track {
3146         unsigned long max;
3147         unsigned long count;
3148         struct location *loc;
3149 };
3150
3151 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3152 {
3153         if (t->max)
3154                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3155                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3156 }
3157
3158 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3159 {
3160         struct location *l;
3161         int order;
3162
3163         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3164
3165         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3166         if (!l)
3167                 return 0;
3168
3169         if (t->count) {
3170                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3171                 free_loc_track(t);
3172         }
3173         t->max = max;
3174         t->loc = l;
3175         return 1;
3176 }
3177
3178 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3179                                 const struct track *track)
3180 {
3181         long start, end, pos;
3182         struct location *l;
3183         void *caddr;
3184         unsigned long age = jiffies - track->when;
3185
3186         start = -1;
3187         end = t->count;
3188
3189         for ( ; ; ) {
3190                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3191
3192                 /*
3193                  * There is nothing at "end". If we end up there
3194                  * we need to add something to before end.
3195                  */
3196                 if (pos == end)
3197                         break;
3198
3199                 caddr = t->loc[pos].addr;
3200                 if (track->addr == caddr) {
3201
3202                         l = &t->loc[pos];
3203                         l->count++;
3204                         if (track->when) {
3205                                 l->sum_time += age;
3206                                 if (age < l->min_time)
3207                                         l->min_time = age;
3208                                 if (age > l->max_time)
3209                                         l->max_time = age;
3210
3211                                 if (track->pid < l->min_pid)
3212                                         l->min_pid = track->pid;
3213                                 if (track->pid > l->max_pid)
3214                                         l->max_pid = track->pid;
3215
3216                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3217                         }
3218                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3219                         return 1;
3220                 }
3221
3222                 if (track->addr < caddr)
3223                         end = pos;
3224                 else
3225                         start = pos;
3226         }
3227
3228         /*
3229          * Not found. Insert new tracking element.
3230          */
3231         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3232                 return 0;
3233
3234         l = t->loc + pos;
3235         if (pos < t->count)
3236                 memmove(l + 1, l,
3237                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3238         t->count++;
3239         l->count = 1;
3240         l->addr = track->addr;
3241         l->sum_time = age;
3242         l->min_time = age;
3243         l->max_time = age;
3244         l->min_pid = track->pid;
3245         l->max_pid = track->pid;
3246         cpus_clear(l->cpus);
3247         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3248         nodes_clear(l->nodes);
3249         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3250         return 1;
3251 }
3252
3253 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3254                 struct page *page, enum track_item alloc)
3255 {
3256         void *addr = page_address(page);
3257         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3258         void *p;
3259
3260         bitmap_zero(map, s->objects);
3261         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3262                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3263
3264         for_each_object(p, s, addr)
3265                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3266                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3267 }
3268
3269 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3270                                         enum track_item alloc)
3271 {
3272         int n = 0;
3273         unsigned long i;
3274         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3275         int node;
3276
3277         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3278                         GFP_KERNEL))
3279                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3280
3281         /* Push back cpu slabs */
3282         flush_all(s);
3283
3284         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3285                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3286                 unsigned long flags;
3287                 struct page *page;
3288
3289                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3290                         continue;
3291
3292                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3293                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3294                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3295                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3296                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3297                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3298         }
3299
3300         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3301                 struct location *l = &t.loc[i];
3302
3303                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3304                         break;
3305                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3306
3307                 if (l->addr)
3308                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3309                 else
3310                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3311
3312                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3313                         unsigned long remainder;
3314
3315                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3316                         l->min_time,
3317                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3318                         l->max_time);
3319                 } else
3320                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3321                                 l->min_time);
3322
3323                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3324                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3325                                 l->min_pid, l->max_pid);
3326                 else
3327                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3328                                 l->min_pid);
3329
3330                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3331                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3332                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3333                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3334                                         l->cpus);
3335                 }
3336
3337                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3338                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3339                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3340                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3341                                         l->nodes);
3342                 }
3343
3344                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3345         }
3346
3347         free_loc_track(&t);
3348         if (!t.count)
3349                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3350         return n;
3351 }
3352
3353 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3354 {
3355         unsigned long flags;
3356         unsigned long x = 0;
3357         struct page *page;
3358
3359         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3360         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3361                 x += page->inuse;
3362         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3363         return x;
3364 }
3365
3366 enum slab_stat_type {
3367         SL_FULL,
3368         SL_PARTIAL,
3369         SL_CPU,
3370         SL_OBJECTS
3371 };
3372
3373 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3374 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3375 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3376 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3377
3378 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3379                         char *buf, unsigned long flags)
3380 {
3381         unsigned long total = 0;
3382         int cpu;
3383         int node;
3384         int x;
3385         unsigned long *nodes;
3386         unsigned long *per_cpu;
3387
3388         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3389         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3390
3391         for_each_possible_cpu(cpu) {
3392                 struct page *page;
3393                 int node;
3394                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3395
3396                 if (!c)
3397                         continue;
3398
3399                 page = c->page;
3400                 node = c->node;
3401                 if (node < 0)
3402                         continue;
3403                 if (page) {
3404                         if (flags & SO_CPU) {
3405                                 int x = 0;
3406
3407                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3408                                         x = page->inuse;
3409                                 else
3410                                         x = 1;
3411                                 total += x;
3412                                 nodes[node] += x;
3413                         }
3414                         per_cpu[node]++;
3415                 }
3416         }
3417
3418         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3419                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3420
3421                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3422                         if (flags & SO_OBJECTS)
3423                                 x = count_partial(n);
3424                         else
3425                                 x = n->nr_partial;
3426                         total += x;
3427                         nodes[node] += x;
3428                 }
3429
3430                 if (flags & SO_FULL) {
3431                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3432                                         - per_cpu[node]
3433                                         - n->nr_partial;
3434
3435                         if (flags & SO_OBJECTS)
3436                                 x = full_slabs * s->objects;
3437                         else
3438                                 x = full_slabs;
3439                         total += x;
3440                         nodes[node] += x;
3441                 }
3442         }
3443
3444         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3445 #ifdef CONFIG_NUMA
3446         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3447                 if (nodes[node])
3448                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3449                                         node, nodes[node]);
3450 #endif
3451         kfree(nodes);
3452         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3453 }
3454
3455 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3456 {
3457         int node;
3458         int cpu;
3459
3460         for_each_possible_cpu(cpu) {
3461                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3462
3463                 if (c && c->page)
3464                         return 1;
3465         }
3466
3467         for_each_online_node(node) {
3468                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3469
3470                 if (!n)
3471                         continue;
3472
3473                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3474                         return 1;
3475         }
3476         return 0;
3477 }
3478
3479 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3480 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3481
3482 struct slab_attribute {
3483         struct attribute attr;
3484         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3485         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3486 };
3487
3488 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3489         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3490
3491 #define SLAB_ATTR(_name) \
3492         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3493         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3494
3495 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3496 {
3497         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3498 }
3499 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3500
3501 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3502 {
3503         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3504 }
3505 SLAB_ATTR_RO(align);
3506
3507 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3508 {
3509         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3510 }
3511 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3512
3513 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3514 {
3515         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3516 }
3517 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3518
3519 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3520 {
3521         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3522 }
3523 SLAB_ATTR_RO(order);
3524
3525 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3526 {
3527         if (s->ctor) {
3528                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3529
3530                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3531         }
3532         return 0;
3533 }
3534 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3535
3536 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3537 {
3538         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3539 }
3540 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3541
3542 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3543 {
3544         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3545 }
3546 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3547
3548 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3549 {
3550         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3551 }
3552 SLAB_ATTR_RO(partial);
3553
3554 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3555 {
3556         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3557 }
3558 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3559
3560 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3561 {
3562         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3563 }
3564 SLAB_ATTR_RO(objects);
3565
3566 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3567 {
3568         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3569 }
3570
3571 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3572                                 const char *buf, size_t length)
3573 {
3574         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3575         if (buf[0] == '1')
3576                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3577         return length;
3578 }
3579 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3580
3581 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3582 {
3583         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3584 }
3585
3586 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3587                                                         size_t length)
3588 {
3589         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3590         if (buf[0] == '1')
3591                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3592         return length;
3593 }
3594 SLAB_ATTR(trace);
3595
3596 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3597 {
3598         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3599 }
3600
3601 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3602                                 const char *buf, size_t length)
3603 {
3604         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3605         if (buf[0] == '1')
3606                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3607         return length;
3608 }
3609 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3610
3611 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3612 {
3613         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3614 }
3615 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3616
3617 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3618 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3619 {
3620         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3621 }
3622 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3623 #endif
3624
3625 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3626 {
3627         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3628 }
3629 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3630
3631 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3632 {
3633         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3634 }
3635
3636 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3637                                 const char *buf, size_t length)
3638 {
3639         if (any_slab_objects(s))
3640                 return -EBUSY;
3641
3642         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3643         if (buf[0] == '1')
3644                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3645         calculate_sizes(s);
3646         return length;
3647 }
3648 SLAB_ATTR(red_zone);
3649
3650 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3651 {
3652         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3653 }
3654
3655 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3656                                 const char *buf, size_t length)
3657 {
3658         if (any_slab_objects(s))
3659                 return -EBUSY;
3660
3661         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3662         if (buf[0] == '1')
3663                 s->flags |= SLAB_POISON;
3664         calculate_sizes(s);
3665         return length;
3666 }
3667 SLAB_ATTR(poison);
3668
3669 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3670 {
3671         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3672 }
3673
3674 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3675                                 const char *buf, size_t length)
3676 {
3677         if (any_slab_objects(s))
3678                 return -EBUSY;
3679
3680         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3681         if (buf[0] == '1')
3682                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3683         calculate_sizes(s);
3684         return length;
3685 }
3686 SLAB_ATTR(store_user);
3687
3688 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3689 {
3690         return 0;
3691 }
3692
3693 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3694                         const char *buf, size_t length)
3695 {
3696         int ret = -EINVAL;
3697
3698         if (buf[0] == '1') {
3699                 ret = validate_slab_cache(s);
3700                 if (ret >= 0)
3701                         ret = length;
3702         }
3703         return ret;
3704 }
3705 SLAB_ATTR(validate);
3706
3707 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3708 {
3709         return 0;
3710 }
3711
3712 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3713                         const char *buf, size_t length)
3714 {
3715         if (buf[0] == '1') {
3716                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3717
3718                 if (rc)
3719                         return rc;
3720         } else
3721                 return -EINVAL;
3722         return length;
3723 }
3724 SLAB_ATTR(shrink);
3725
3726 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3727 {
3728         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3729                 return -ENOSYS;
3730         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3731 }
3732 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3733
3734 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3735 {
3736         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3737                 return -ENOSYS;
3738         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3739 }
3740 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3741
3742 #ifdef CONFIG_NUMA
3743 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3744 {
3745         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3746 }
3747
3748 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3749                                 const char *buf, size_t length)
3750 {
3751         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3752
3753         if (n < 100)
3754                 s->defrag_ratio = n * 10;
3755         return length;
3756 }
3757 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3758 #endif
3759
3760 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3761         &slab_size_attr.attr,
3762         &object_size_attr.attr,
3763         &objs_per_slab_attr.attr,
3764         &order_attr.attr,
3765         &objects_attr.attr,
3766         &slabs_attr.attr,
3767         &partial_attr.attr,
3768         &cpu_slabs_attr.attr,
3769         &ctor_attr.attr,
3770         &aliases_attr.attr,
3771         &align_attr.attr,
3772         &sanity_checks_attr.attr,
3773         &trace_attr.attr,
3774         &hwcache_align_attr.attr,
3775         &reclaim_account_attr.attr,
3776         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3777         &red_zone_attr.attr,
3778         &poison_attr.attr,
3779         &store_user_attr.attr,
3780         &validate_attr.attr,
3781         &shrink_attr.attr,
3782         &alloc_calls_attr.attr,
3783         &free_calls_attr.attr,
3784 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3785         &cache_dma_attr.attr,
3786 #endif
3787 #ifdef CONFIG_NUMA
3788         &defrag_ratio_attr.attr,
3789 #endif
3790         NULL
3791 };
3792
3793 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3794         .attrs = slab_attrs,
3795 };
3796
3797 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3798                                 struct attribute *attr,
3799                                 char *buf)
3800 {
3801         struct slab_attribute *attribute;
3802         struct kmem_cache *s;
3803         int err;
3804
3805         attribute = to_slab_attr(attr);
3806         s = to_slab(kobj);
3807
3808         if (!attribute->show)
3809                 return -EIO;
3810
3811         err = attribute->show(s, buf);
3812
3813         return err;
3814 }
3815
3816 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3817                                 struct attribute *attr,
3818                                 const char *buf, size_t len)
3819 {
3820         struct slab_attribute *attribute;
3821         struct kmem_cache *s;
3822         int err;
3823
3824         attribute = to_slab_attr(attr);
3825         s = to_slab(kobj);
3826
3827         if (!attribute->store)
3828                 return -EIO;
3829
3830         err = attribute->store(s, buf, len);
3831
3832         return err;
3833 }
3834
3835 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3836         .show = slab_attr_show,
3837         .store = slab_attr_store,
3838 };
3839
3840 static struct kobj_type slab_ktype = {
3841         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3842 };
3843
3844 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3845 {
3846         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3847
3848         if (ktype == &slab_ktype)
3849                 return 1;
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3854         .filter = uevent_filter,
3855 };
3856
3857 static decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3858
3859 #define ID_STR_LENGTH 64
3860
3861 /* Create a unique string id for a slab cache:
3862  * format
3863  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3864  */
3865 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3866 {
3867         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3868         char *p = name;
3869
3870         BUG_ON(!name);
3871
3872         *p++ = ':';
3873         /*
3874          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3875          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3876          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3877          * are matched during merging to guarantee that the id is
3878          * unique.
3879          */
3880         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3881                 *p++ = 'd';
3882         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3883                 *p++ = 'a';
3884         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3885                 *p++ = 'F';
3886         if (p != name + 1)
3887                 *p++ = '-';
3888         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3889         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3890         return name;
3891 }
3892
3893 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3894 {
3895         int err;
3896         const char *name;
3897         int unmergeable;
3898
3899         if (slab_state < SYSFS)
3900                 /* Defer until later */
3901                 return 0;
3902
3903         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3904         if (unmergeable) {
3905                 /*
3906                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3907                  * This is typically the case for debug situations. In that
3908                  * case we can catch duplicate names easily.
3909                  */
3910                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3911                 name = s->name;
3912         } else {
3913                 /*
3914                  * Create a unique name for the slab as a target
3915                  * for the symlinks.
3916                  */
3917                 name = create_unique_id(s);
3918         }
3919
3920         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3921         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3922         kobject_init(&s->kobj);
3923         err = kobject_add(&s->kobj);
3924         if (err)
3925                 return err;
3926
3927         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3928         if (err)
3929                 return err;
3930         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3931         if (!unmergeable) {
3932                 /* Setup first alias */
3933                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3934                 kfree(name);
3935         }
3936         return 0;
3937 }
3938
3939 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3940 {
3941         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3942         kobject_del(&s->kobj);
3943 }
3944
3945 /*
3946  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3947  * available lest we loose that information.
3948  */
3949 struct saved_alias {
3950         struct kmem_cache *s;
3951         const char *name;
3952         struct saved_alias *next;
3953 };
3954
3955 static struct saved_alias *alias_list;
3956
3957 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3958 {
3959         struct saved_alias *al;
3960
3961         if (slab_state == SYSFS) {
3962                 /*
3963                  * If we have a leftover link then remove it.
3964                  */
3965                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3966                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3967                                                 &s->kobj, name);
3968         }
3969
3970         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3971         if (!al)
3972                 return -ENOMEM;
3973
3974         al->s = s;
3975         al->name = name;
3976         al->next = alias_list;
3977         alias_list = al;
3978         return 0;
3979 }
3980
3981 static int __init slab_sysfs_init(void)
3982 {
3983         struct kmem_cache *s;
3984         int err;
3985
3986         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3987         if (err) {
3988                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3989                 return -ENOSYS;
3990         }
3991
3992         slab_state = SYSFS;
3993
3994         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3995                 err = sysfs_slab_add(s);
3996                 if (err)
3997                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab %s"
3998                                                 " to sysfs\n", s->name);
3999         }
4000
4001         while (alias_list) {
4002                 struct saved_alias *al = alias_list;
4003
4004                 alias_list = alias_list->next;
4005                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
4006                 if (err)
4007                         printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to add boot slab alias"
4008                                         " %s to sysfs\n", s->name);
4009                 kfree(al);
4010         }
4011
4012         resiliency_test();
4013         return 0;
4014 }
4015
4016 __initcall(slab_sysfs_init);
4017 #endif