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