ca71d5b81e4a436b43bb183728650887eef4f0e9
[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 #include <linux/memory.h>
24
25 /*
26  * Lock order:
27  *   1. slab_lock(page)
28  *   2. slab->list_lock
29  *
30  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
31  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
32  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
33  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
34  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
35  *   the page_struct of the slab.
36  *
37  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
38  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
39  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
40  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
41  *   modified without taking the list lock).
42  *
43  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
44  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
45  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
46  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
47  *   the list lock.
48  *
49  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
50  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
51  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
52  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
53  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
54  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
55  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
56  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
57  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
58  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
59  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
60  *   no danger of cacheline contention.
61  *
62  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
63  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
64  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
65  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
66  *
67  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
68  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
69  *
70  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
71  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
72  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
73  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
74  * cannot scan all objects.
75  *
76  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
77  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
78  * fast frees and allocs.
79  *
80  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
81  *
82  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
83  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
84  *                      such as satisfying allocations for a specific
85  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
86  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
87  *                      list operations. It is up to the processor holding
88  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
89  *                      when the slab is no longer needed.
90  *
91  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
92  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
93  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
94  *                      freelist that allows lockless access to
95  *                      free objects in addition to the regular freelist
96  *                      that requires the slab lock.
97  *
98  * PageError            Slab requires special handling due to debug
99  *                      options set. This moves slab handling out of
100  *                      the fast path and disables lockless freelists.
101  */
102
103 #define FROZEN (1 << PG_active)
104
105 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
106 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
107 #else
108 #define SLABDEBUG 0
109 #endif
110
111 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
112 {
113         return page->flags & FROZEN;
114 }
115
116 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
117 {
118         page->flags |= FROZEN;
119 }
120
121 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
122 {
123         page->flags &= ~FROZEN;
124 }
125
126 static inline int SlabDebug(struct page *page)
127 {
128         return page->flags & SLABDEBUG;
129 }
130
131 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
132 {
133         page->flags |= SLABDEBUG;
134 }
135
136 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
137 {
138         page->flags &= ~SLABDEBUG;
139 }
140
141 /*
142  * Issues still to be resolved:
143  *
144  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
145  *
146  * - Variable sizing of the per node arrays
147  */
148
149 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
150 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
151
152 #if PAGE_SHIFT <= 12
153
154 /*
155  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
156  */
157 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
158 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
159
160 #else
161
162 /*
163  * Large page machines are customarily able to handle larger
164  * page orders.
165  */
166 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
167 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
168
169 #endif
170
171 /*
172  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
173  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
174  */
175 #define MIN_PARTIAL 5
176
177 /*
178  * Maximum number of desirable partial slabs.
179  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
180  * sort the partial list by the number of objects in the.
181  */
182 #define MAX_PARTIAL 10
183
184 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
185                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
186
187 /*
188  * Set of flags that will prevent slab merging
189  */
190 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
191                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
192
193 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
194                 SLAB_CACHE_DMA)
195
196 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
197 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
198 #endif
199
200 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
201 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 /* Internal SLUB flags */
205 #define __OBJECT_POISON         0x80000000 /* Poison object */
206 #define __SYSFS_ADD_DEFERRED    0x40000000 /* Not yet visible via sysfs */
207 #define __KMALLOC_CACHE         0x20000000 /* objects freed using kfree */
208 #define __PAGE_ALLOC_FALLBACK   0x10000000 /* Allow fallback to page alloc */
209
210 /* Not all arches define cache_line_size */
211 #ifndef cache_line_size
212 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
213 #endif
214
215 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
216
217 #ifdef CONFIG_SMP
218 static struct notifier_block slab_notifier;
219 #endif
220
221 static enum {
222         DOWN,           /* No slab functionality available */
223         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
224         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
225         SYSFS           /* Sysfs up */
226 } slab_state = DOWN;
227
228 /* A list of all slab caches on the system */
229 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
230 static LIST_HEAD(slab_caches);
231
232 /*
233  * Tracking user of a slab.
234  */
235 struct track {
236         void *addr;             /* Called from address */
237         int cpu;                /* Was running on cpu */
238         int pid;                /* Pid context */
239         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
240 };
241
242 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
243
244 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
245 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
246 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
247 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
248
249 #else
250 static inline int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static inline int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p)
252                                                         { return 0; }
253 static inline void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
254 {
255         kfree(s);
256 }
257
258 #endif
259
260 static inline void stat(struct kmem_cache_cpu *c, enum stat_item si)
261 {
262 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
263         c->stat[si]++;
264 #endif
265 }
266
267 /********************************************************************
268  *                      Core slab cache functions
269  *******************************************************************/
270
271 int slab_is_available(void)
272 {
273         return slab_state >= UP;
274 }
275
276 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
277 {
278 #ifdef CONFIG_NUMA
279         return s->node[node];
280 #else
281         return &s->local_node;
282 #endif
283 }
284
285 static inline struct kmem_cache_cpu *get_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
286 {
287 #ifdef CONFIG_SMP
288         return s->cpu_slab[cpu];
289 #else
290         return &s->cpu_slab;
291 #endif
292 }
293
294 /* Verify that a pointer has an address that is valid within a slab page */
295 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
296                                 struct page *page, const void *object)
297 {
298         void *base;
299
300         if (!object)
301                 return 1;
302
303         base = page_address(page);
304         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
305                 (object - base) % s->size) {
306                 return 0;
307         }
308
309         return 1;
310 }
311
312 /*
313  * Slow version of get and set free pointer.
314  *
315  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
316  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
317  * from the page struct.
318  */
319 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
320 {
321         return *(void **)(object + s->offset);
322 }
323
324 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
325 {
326         *(void **)(object + s->offset) = fp;
327 }
328
329 /* Loop over all objects in a slab */
330 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
331         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
332                         __p += (__s)->size)
333
334 /* Scan freelist */
335 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
336         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
337
338 /* Determine object index from a given position */
339 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
340 {
341         return (p - addr) / s->size;
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
345 /*
346  * Debug settings:
347  */
348 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG_ON
349 static int slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
350 #else
351 static int slub_debug;
352 #endif
353
354 static char *slub_debug_slabs;
355
356 /*
357  * Object debugging
358  */
359 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
360 {
361         int i, offset;
362         int newline = 1;
363         char ascii[17];
364
365         ascii[16] = 0;
366
367         for (i = 0; i < length; i++) {
368                 if (newline) {
369                         printk(KERN_ERR "%8s 0x%p: ", text, addr + i);
370                         newline = 0;
371                 }
372                 printk(KERN_CONT " %02x", addr[i]);
373                 offset = i % 16;
374                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
375                 if (offset == 15) {
376                         printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
377                         newline = 1;
378                 }
379         }
380         if (!newline) {
381                 i %= 16;
382                 while (i < 16) {
383                         printk(KERN_CONT "   ");
384                         ascii[i] = ' ';
385                         i++;
386                 }
387                 printk(KERN_CONT " %s\n", ascii);
388         }
389 }
390
391 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
392         enum track_item alloc)
393 {
394         struct track *p;
395
396         if (s->offset)
397                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
398         else
399                 p = object + s->inuse;
400
401         return p + alloc;
402 }
403
404 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
405                                 enum track_item alloc, void *addr)
406 {
407         struct track *p;
408
409         if (s->offset)
410                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
411         else
412                 p = object + s->inuse;
413
414         p += alloc;
415         if (addr) {
416                 p->addr = addr;
417                 p->cpu = smp_processor_id();
418                 p->pid = current ? current->pid : -1;
419                 p->when = jiffies;
420         } else
421                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
422 }
423
424 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
425 {
426         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
427                 return;
428
429         set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
430         set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
431 }
432
433 static void print_track(const char *s, struct track *t)
434 {
435         if (!t->addr)
436                 return;
437
438         printk(KERN_ERR "INFO: %s in ", s);
439         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
440         printk(" age=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
441 }
442
443 static void print_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
444 {
445         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
446                 return;
447
448         print_track("Allocated", get_track(s, object, TRACK_ALLOC));
449         print_track("Freed", get_track(s, object, TRACK_FREE));
450 }
451
452 static void print_page_info(struct page *page)
453 {
454         printk(KERN_ERR "INFO: Slab 0x%p used=%u fp=0x%p flags=0x%04lx\n",
455                 page, page->inuse, page->freelist, page->flags);
456
457 }
458
459 static void slab_bug(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
460 {
461         va_list args;
462         char buf[100];
463
464         va_start(args, fmt);
465         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
466         va_end(args);
467         printk(KERN_ERR "========================================"
468                         "=====================================\n");
469         printk(KERN_ERR "BUG %s: %s\n", s->name, buf);
470         printk(KERN_ERR "----------------------------------------"
471                         "-------------------------------------\n\n");
472 }
473
474 static void slab_fix(struct kmem_cache *s, char *fmt, ...)
475 {
476         va_list args;
477         char buf[100];
478
479         va_start(args, fmt);
480         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
481         va_end(args);
482         printk(KERN_ERR "FIX %s: %s\n", s->name, buf);
483 }
484
485 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
486 {
487         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
488         u8 *addr = page_address(page);
489
490         print_tracking(s, p);
491
492         print_page_info(page);
493
494         printk(KERN_ERR "INFO: Object 0x%p @offset=%tu fp=0x%p\n\n",
495                         p, p - addr, get_freepointer(s, p));
496
497         if (p > addr + 16)
498                 print_section("Bytes b4", p - 16, 16);
499
500         print_section("Object", p, min(s->objsize, 128));
501
502         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
503                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
504                         s->inuse - s->objsize);
505
506         if (s->offset)
507                 off = s->offset + sizeof(void *);
508         else
509                 off = s->inuse;
510
511         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
512                 off += 2 * sizeof(struct track);
513
514         if (off != s->size)
515                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
516                 print_section("Padding", p + off, s->size - off);
517
518         dump_stack();
519 }
520
521 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
522                         u8 *object, char *reason)
523 {
524         slab_bug(s, reason);
525         print_trailer(s, page, object);
526 }
527
528 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *fmt, ...)
529 {
530         va_list args;
531         char buf[100];
532
533         va_start(args, fmt);
534         vsnprintf(buf, sizeof(buf), fmt, args);
535         va_end(args);
536         slab_bug(s, fmt);
537         print_page_info(page);
538         dump_stack();
539 }
540
541 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
542 {
543         u8 *p = object;
544
545         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
546                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
547                 p[s->objsize - 1] = POISON_END;
548         }
549
550         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
551                 memset(p + s->objsize,
552                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
553                         s->inuse - s->objsize);
554 }
555
556 static u8 *check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
557 {
558         while (bytes) {
559                 if (*start != (u8)value)
560                         return start;
561                 start++;
562                 bytes--;
563         }
564         return NULL;
565 }
566
567 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
568                                                 void *from, void *to)
569 {
570         slab_fix(s, "Restoring 0x%p-0x%p=0x%x\n", from, to - 1, data);
571         memset(from, data, to - from);
572 }
573
574 static int check_bytes_and_report(struct kmem_cache *s, struct page *page,
575                         u8 *object, char *what,
576                         u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
577 {
578         u8 *fault;
579         u8 *end;
580
581         fault = check_bytes(start, value, bytes);
582         if (!fault)
583                 return 1;
584
585         end = start + bytes;
586         while (end > fault && end[-1] == value)
587                 end--;
588
589         slab_bug(s, "%s overwritten", what);
590         printk(KERN_ERR "INFO: 0x%p-0x%p. First byte 0x%x instead of 0x%x\n",
591                                         fault, end - 1, fault[0], value);
592         print_trailer(s, page, object);
593
594         restore_bytes(s, what, value, fault, end);
595         return 0;
596 }
597
598 /*
599  * Object layout:
600  *
601  * object address
602  *      Bytes of the object to be managed.
603  *      If the freepointer may overlay the object then the free
604  *      pointer is the first word of the object.
605  *
606  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
607  *      0xa5 (POISON_END)
608  *
609  * object + s->objsize
610  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
611  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
612  *      objsize == inuse.
613  *
614  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
615  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
616  *
617  * object + s->inuse
618  *      Meta data starts here.
619  *
620  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
621  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
622  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
623  *              one word if debugging is on to be able to detect writes
624  *              before the word boundary.
625  *
626  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
627  *
628  * object + s->size
629  *      Nothing is used beyond s->size.
630  *
631  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
632  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
633  * may be used with merged slabcaches.
634  */
635
636 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
637 {
638         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
639
640         if (s->offset)
641                 /* Freepointer is placed after the object. */
642                 off += sizeof(void *);
643
644         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
645                 /* We also have user information there */
646                 off += 2 * sizeof(struct track);
647
648         if (s->size == off)
649                 return 1;
650
651         return check_bytes_and_report(s, page, p, "Object padding",
652                                 p + off, POISON_INUSE, s->size - off);
653 }
654
655 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
656 {
657         u8 *start;
658         u8 *fault;
659         u8 *end;
660         int length;
661         int remainder;
662
663         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
664                 return 1;
665
666         start = page_address(page);
667         end = start + (PAGE_SIZE << s->order);
668         length = s->objects * s->size;
669         remainder = end - (start + length);
670         if (!remainder)
671                 return 1;
672
673         fault = check_bytes(start + length, POISON_INUSE, remainder);
674         if (!fault)
675                 return 1;
676         while (end > fault && end[-1] == POISON_INUSE)
677                 end--;
678
679         slab_err(s, page, "Padding overwritten. 0x%p-0x%p", fault, end - 1);
680         print_section("Padding", start, length);
681
682         restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, start, end);
683         return 0;
684 }
685
686 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
687                                         void *object, int active)
688 {
689         u8 *p = object;
690         u8 *endobject = object + s->objsize;
691
692         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
693                 unsigned int red =
694                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
695
696                 if (!check_bytes_and_report(s, page, object, "Redzone",
697                         endobject, red, s->inuse - s->objsize))
698                         return 0;
699         } else {
700                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse) {
701                         check_bytes_and_report(s, page, p, "Alignment padding",
702                                 endobject, POISON_INUSE, s->inuse - s->objsize);
703                 }
704         }
705
706         if (s->flags & SLAB_POISON) {
707                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
708                         (!check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison", p,
709                                         POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
710                          !check_bytes_and_report(s, page, p, "Poison",
711                                 p + s->objsize - 1, POISON_END, 1)))
712                         return 0;
713                 /*
714                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
715                  */
716                 check_pad_bytes(s, page, p);
717         }
718
719         if (!s->offset && active)
720                 /*
721                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
722                  * freepointer while object is allocated.
723                  */
724                 return 1;
725
726         /* Check free pointer validity */
727         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
728                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
729                 /*
730                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
731                  * of the free objects in this slab. May cause
732                  * another error because the object count is now wrong.
733                  */
734                 set_freepointer(s, p, NULL);
735                 return 0;
736         }
737         return 1;
738 }
739
740 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
741 {
742         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
743
744         if (!PageSlab(page)) {
745                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page");
746                 return 0;
747         }
748         if (page->inuse > s->objects) {
749                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u",
750                         s->name, page->inuse, s->objects);
751                 return 0;
752         }
753         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
754         slab_pad_check(s, page);
755         return 1;
756 }
757
758 /*
759  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
760  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
761  */
762 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
763 {
764         int nr = 0;
765         void *fp = page->freelist;
766         void *object = NULL;
767
768         while (fp && nr <= s->objects) {
769                 if (fp == search)
770                         return 1;
771                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
772                         if (object) {
773                                 object_err(s, page, object,
774                                         "Freechain corrupt");
775                                 set_freepointer(s, object, NULL);
776                                 break;
777                         } else {
778                                 slab_err(s, page, "Freepointer corrupt");
779                                 page->freelist = NULL;
780                                 page->inuse = s->objects;
781                                 slab_fix(s, "Freelist cleared");
782                                 return 0;
783                         }
784                         break;
785                 }
786                 object = fp;
787                 fp = get_freepointer(s, object);
788                 nr++;
789         }
790
791         if (page->inuse != s->objects - nr) {
792                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
793                         "counted were %d", page->inuse, s->objects - nr);
794                 page->inuse = s->objects - nr;
795                 slab_fix(s, "Object count adjusted.");
796         }
797         return search == NULL;
798 }
799
800 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
801 {
802         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
803                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
804                         s->name,
805                         alloc ? "alloc" : "free",
806                         object, page->inuse,
807                         page->freelist);
808
809                 if (!alloc)
810                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
811
812                 dump_stack();
813         }
814 }
815
816 /*
817  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
818  */
819 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
820 {
821         spin_lock(&n->list_lock);
822         list_add(&page->lru, &n->full);
823         spin_unlock(&n->list_lock);
824 }
825
826 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
827 {
828         struct kmem_cache_node *n;
829
830         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
831                 return;
832
833         n = get_node(s, page_to_nid(page));
834
835         spin_lock(&n->list_lock);
836         list_del(&page->lru);
837         spin_unlock(&n->list_lock);
838 }
839
840 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
841                                                                 void *object)
842 {
843         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
844                 return;
845
846         init_object(s, object, 0);
847         init_tracking(s, object);
848 }
849
850 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
851                                                 void *object, void *addr)
852 {
853         if (!check_slab(s, page))
854                 goto bad;
855
856         if (!on_freelist(s, page, object)) {
857                 object_err(s, page, object, "Object already allocated");
858                 goto bad;
859         }
860
861         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
862                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
863                 goto bad;
864         }
865
866         if (!check_object(s, page, object, 0))
867                 goto bad;
868
869         /* Success perform special debug activities for allocs */
870         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
871                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
872         trace(s, page, object, 1);
873         init_object(s, object, 1);
874         return 1;
875
876 bad:
877         if (PageSlab(page)) {
878                 /*
879                  * If this is a slab page then lets do the best we can
880                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
881                  * as used avoids touching the remaining objects.
882                  */
883                 slab_fix(s, "Marking all objects used");
884                 page->inuse = s->objects;
885                 page->freelist = NULL;
886         }
887         return 0;
888 }
889
890 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
891                                                 void *object, void *addr)
892 {
893         if (!check_slab(s, page))
894                 goto fail;
895
896         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
897                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
898                 goto fail;
899         }
900
901         if (on_freelist(s, page, object)) {
902                 object_err(s, page, object, "Object already free");
903                 goto fail;
904         }
905
906         if (!check_object(s, page, object, 1))
907                 return 0;
908
909         if (unlikely(s != page->slab)) {
910                 if (!PageSlab(page)) {
911                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
912                                 "outside of slab", object);
913                 } else if (!page->slab) {
914                         printk(KERN_ERR
915                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
916                                                 object);
917                         dump_stack();
918                 } else
919                         object_err(s, page, object,
920                                         "page slab pointer corrupt.");
921                 goto fail;
922         }
923
924         /* Special debug activities for freeing objects */
925         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
926                 remove_full(s, page);
927         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
928                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
929         trace(s, page, object, 0);
930         init_object(s, object, 0);
931         return 1;
932
933 fail:
934         slab_fix(s, "Object at 0x%p not freed", object);
935         return 0;
936 }
937
938 static int __init setup_slub_debug(char *str)
939 {
940         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
941         if (*str++ != '=' || !*str)
942                 /*
943                  * No options specified. Switch on full debugging.
944                  */
945                 goto out;
946
947         if (*str == ',')
948                 /*
949                  * No options but restriction on slabs. This means full
950                  * debugging for slabs matching a pattern.
951                  */
952                 goto check_slabs;
953
954         slub_debug = 0;
955         if (*str == '-')
956                 /*
957                  * Switch off all debugging measures.
958                  */
959                 goto out;
960
961         /*
962          * Determine which debug features should be switched on
963          */
964         for (; *str && *str != ','; str++) {
965                 switch (tolower(*str)) {
966                 case 'f':
967                         slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
968                         break;
969                 case 'z':
970                         slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
971                         break;
972                 case 'p':
973                         slub_debug |= SLAB_POISON;
974                         break;
975                 case 'u':
976                         slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
977                         break;
978                 case 't':
979                         slub_debug |= SLAB_TRACE;
980                         break;
981                 default:
982                         printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
983                                 "unknown. skipped\n", *str);
984                 }
985         }
986
987 check_slabs:
988         if (*str == ',')
989                 slub_debug_slabs = str + 1;
990 out:
991         return 1;
992 }
993
994 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
995
996 static unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
997         unsigned long flags, const char *name,
998         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
999 {
1000         /*
1001          * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1002          */
1003         if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1004             strncmp(slub_debug_slabs, name, strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1005                         flags |= slub_debug;
1006
1007         return flags;
1008 }
1009 #else
1010 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
1011                         struct page *page, void *object) {}
1012
1013 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1014         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1015
1016 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
1017         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
1018
1019 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1020                         { return 1; }
1021 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1022                         void *object, int active) { return 1; }
1023 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
1024 static inline unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long objsize,
1025         unsigned long flags, const char *name,
1026         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
1027 {
1028         return flags;
1029 }
1030 #define slub_debug 0
1031 #endif
1032 /*
1033  * Slab allocation and freeing
1034  */
1035 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1036 {
1037         struct page *page;
1038         int pages = 1 << s->order;
1039
1040         flags |= s->allocflags;
1041
1042         if (node == -1)
1043                 page = alloc_pages(flags, s->order);
1044         else
1045                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
1046
1047         if (!page)
1048                 return NULL;
1049
1050         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1051                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1052                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1053                 pages);
1054
1055         return page;
1056 }
1057
1058 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1059                                 void *object)
1060 {
1061         setup_object_debug(s, page, object);
1062         if (unlikely(s->ctor))
1063                 s->ctor(s, object);
1064 }
1065
1066 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1067 {
1068         struct page *page;
1069         struct kmem_cache_node *n;
1070         void *start;
1071         void *last;
1072         void *p;
1073
1074         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
1075
1076         page = allocate_slab(s,
1077                 flags & (GFP_RECLAIM_MASK | GFP_CONSTRAINT_MASK), node);
1078         if (!page)
1079                 goto out;
1080
1081         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1082         if (n)
1083                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1084         page->slab = s;
1085         page->flags |= 1 << PG_slab;
1086         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1087                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1088                 SetSlabDebug(page);
1089
1090         start = page_address(page);
1091
1092         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1093                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1094
1095         last = start;
1096         for_each_object(p, s, start) {
1097                 setup_object(s, page, last);
1098                 set_freepointer(s, last, p);
1099                 last = p;
1100         }
1101         setup_object(s, page, last);
1102         set_freepointer(s, last, NULL);
1103
1104         page->freelist = start;
1105         page->inuse = 0;
1106 out:
1107         return page;
1108 }
1109
1110 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1111 {
1112         int pages = 1 << s->order;
1113
1114         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1115                 void *p;
1116
1117                 slab_pad_check(s, page);
1118                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1119                         check_object(s, page, p, 0);
1120                 ClearSlabDebug(page);
1121         }
1122
1123         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1124                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1125                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1126                 -pages);
1127
1128         __free_pages(page, s->order);
1129 }
1130
1131 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1132 {
1133         struct page *page;
1134
1135         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1136         __free_slab(page->slab, page);
1137 }
1138
1139 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1140 {
1141         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1142                 /*
1143                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1144                  */
1145                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1146
1147                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1148         } else
1149                 __free_slab(s, page);
1150 }
1151
1152 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1153 {
1154         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1155
1156         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1157         reset_page_mapcount(page);
1158         __ClearPageSlab(page);
1159         free_slab(s, page);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Per slab locking using the pagelock
1164  */
1165 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1166 {
1167         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1168 }
1169
1170 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1171 {
1172         __bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1173 }
1174
1175 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1176 {
1177         int rc = 1;
1178
1179         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1180         return rc;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Management of partially allocated slabs
1185  */
1186 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n,
1187                                 struct page *page, int tail)
1188 {
1189         spin_lock(&n->list_lock);
1190         n->nr_partial++;
1191         if (tail)
1192                 list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1193         else
1194                 list_add(&page->lru, &n->partial);
1195         spin_unlock(&n->list_lock);
1196 }
1197
1198 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1199                                                 struct page *page)
1200 {
1201         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1202
1203         spin_lock(&n->list_lock);
1204         list_del(&page->lru);
1205         n->nr_partial--;
1206         spin_unlock(&n->list_lock);
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Lock slab and remove from the partial list.
1211  *
1212  * Must hold list_lock.
1213  */
1214 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1215 {
1216         if (slab_trylock(page)) {
1217                 list_del(&page->lru);
1218                 n->nr_partial--;
1219                 SetSlabFrozen(page);
1220                 return 1;
1221         }
1222         return 0;
1223 }
1224
1225 /*
1226  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1227  */
1228 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1229 {
1230         struct page *page;
1231
1232         /*
1233          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1234          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1235          * partial slab and there is none available then get_partials()
1236          * will return NULL.
1237          */
1238         if (!n || !n->nr_partial)
1239                 return NULL;
1240
1241         spin_lock(&n->list_lock);
1242         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1243                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1244                         goto out;
1245         page = NULL;
1246 out:
1247         spin_unlock(&n->list_lock);
1248         return page;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1253  */
1254 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1255 {
1256 #ifdef CONFIG_NUMA
1257         struct zonelist *zonelist;
1258         struct zone **z;
1259         struct page *page;
1260
1261         /*
1262          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1263          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1264          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1265          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1266          *
1267          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1268          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1269          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1270          * from other nodes and filled up.
1271          *
1272          * If /sys/kernel/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1273          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1274          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1275          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1276          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1277          * with available objects.
1278          */
1279         if (!s->remote_node_defrag_ratio ||
1280                         get_cycles() % 1024 > s->remote_node_defrag_ratio)
1281                 return NULL;
1282
1283         zonelist = &NODE_DATA(
1284                 slab_node(current->mempolicy))->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1285         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1286                 struct kmem_cache_node *n;
1287
1288                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1289
1290                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1291                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1292                         page = get_partial_node(n);
1293                         if (page)
1294                                 return page;
1295                 }
1296         }
1297 #endif
1298         return NULL;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Get a partial page, lock it and return it.
1303  */
1304 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1305 {
1306         struct page *page;
1307         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1308
1309         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1310         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1311                 return page;
1312
1313         return get_any_partial(s, flags);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Move a page back to the lists.
1318  *
1319  * Must be called with the slab lock held.
1320  *
1321  * On exit the slab lock will have been dropped.
1322  */
1323 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int tail)
1324 {
1325         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1326         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1327
1328         ClearSlabFrozen(page);
1329         if (page->inuse) {
1330
1331                 if (page->freelist) {
1332                         add_partial(n, page, tail);
1333                         stat(c, tail ? DEACTIVATE_TO_TAIL : DEACTIVATE_TO_HEAD);
1334                 } else {
1335                         stat(c, DEACTIVATE_FULL);
1336                         if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1337                                 add_full(n, page);
1338                 }
1339                 slab_unlock(page);
1340         } else {
1341                 stat(c, DEACTIVATE_EMPTY);
1342                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1343                         /*
1344                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1345                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1346                          * to come after the other slabs with objects in
1347                          * so that the others get filled first. That way the
1348                          * size of the partial list stays small.
1349                          *
1350                          * kmem_cache_shrink can reclaim any empty slabs from the
1351                          * partial list.
1352                          */
1353                         add_partial(n, page, 1);
1354                         slab_unlock(page);
1355                 } else {
1356                         slab_unlock(page);
1357                         stat(get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id()), FREE_SLAB);
1358                         discard_slab(s, page);
1359                 }
1360         }
1361 }
1362
1363 /*
1364  * Remove the cpu slab
1365  */
1366 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1367 {
1368         struct page *page = c->page;
1369         int tail = 1;
1370
1371         if (page->freelist)
1372                 stat(c, DEACTIVATE_REMOTE_FREES);
1373         /*
1374          * Merge cpu freelist into slab freelist. Typically we get here
1375          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1376          * to occur.
1377          */
1378         while (unlikely(c->freelist)) {
1379                 void **object;
1380
1381                 tail = 0;       /* Hot objects. Put the slab first */
1382
1383                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1384                 object = c->freelist;
1385                 c->freelist = c->freelist[c->offset];
1386
1387                 /* And put onto the regular freelist */
1388                 object[c->offset] = page->freelist;
1389                 page->freelist = object;
1390                 page->inuse--;
1391         }
1392         c->page = NULL;
1393         unfreeze_slab(s, page, tail);
1394 }
1395
1396 static inline void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_cpu *c)
1397 {
1398         stat(c, CPUSLAB_FLUSH);
1399         slab_lock(c->page);
1400         deactivate_slab(s, c);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Flush cpu slab.
1405  *
1406  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1407  */
1408 static inline void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1409 {
1410         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1411
1412         if (likely(c && c->page))
1413                 flush_slab(s, c);
1414 }
1415
1416 static void flush_cpu_slab(void *d)
1417 {
1418         struct kmem_cache *s = d;
1419
1420         __flush_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1421 }
1422
1423 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1424 {
1425 #ifdef CONFIG_SMP
1426         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1427 #else
1428         unsigned long flags;
1429
1430         local_irq_save(flags);
1431         flush_cpu_slab(s);
1432         local_irq_restore(flags);
1433 #endif
1434 }
1435
1436 /*
1437  * Check if the objects in a per cpu structure fit numa
1438  * locality expectations.
1439  */
1440 static inline int node_match(struct kmem_cache_cpu *c, int node)
1441 {
1442 #ifdef CONFIG_NUMA
1443         if (node != -1 && c->node != node)
1444                 return 0;
1445 #endif
1446         return 1;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1451  * debugging duties.
1452  *
1453  * Interrupts are disabled.
1454  *
1455  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1456  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1457  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1458  *
1459  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1460  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1461  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1462  *
1463  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1464  * we need to allocate a new slab. This is the slowest path since it involves
1465  * a call to the page allocator and the setup of a new slab.
1466  */
1467 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1468                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct kmem_cache_cpu *c)
1469 {
1470         void **object;
1471         struct page *new;
1472
1473         if (!c->page)
1474                 goto new_slab;
1475
1476         slab_lock(c->page);
1477         if (unlikely(!node_match(c, node)))
1478                 goto another_slab;
1479
1480         stat(c, ALLOC_REFILL);
1481
1482 load_freelist:
1483         object = c->page->freelist;
1484         if (unlikely(!object))
1485                 goto another_slab;
1486         if (unlikely(SlabDebug(c->page)))
1487                 goto debug;
1488
1489         c->freelist = object[c->offset];
1490         c->page->inuse = s->objects;
1491         c->page->freelist = NULL;
1492         c->node = page_to_nid(c->page);
1493 unlock_out:
1494         slab_unlock(c->page);
1495         stat(c, ALLOC_SLOWPATH);
1496         return object;
1497
1498 another_slab:
1499         deactivate_slab(s, c);
1500
1501 new_slab:
1502         new = get_partial(s, gfpflags, node);
1503         if (new) {
1504                 c->page = new;
1505                 stat(c, ALLOC_FROM_PARTIAL);
1506                 goto load_freelist;
1507         }
1508
1509         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1510                 local_irq_enable();
1511
1512         new = new_slab(s, gfpflags, node);
1513
1514         if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1515                 local_irq_disable();
1516
1517         if (new) {
1518                 c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1519                 stat(c, ALLOC_SLAB);
1520                 if (c->page)
1521                         flush_slab(s, c);
1522                 slab_lock(new);
1523                 SetSlabFrozen(new);
1524                 c->page = new;
1525                 goto load_freelist;
1526         }
1527
1528         /*
1529          * No memory available.
1530          *
1531          * If the slab uses higher order allocs but the object is
1532          * smaller than a page size then we can fallback in emergencies
1533          * to the page allocator via kmalloc_large. The page allocator may
1534          * have failed to obtain a higher order page and we can try to
1535          * allocate a single page if the object fits into a single page.
1536          * That is only possible if certain conditions are met that are being
1537          * checked when a slab is created.
1538          */
1539         if (!(gfpflags & __GFP_NORETRY) &&
1540                                 (s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK)) {
1541                 if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1542                         local_irq_enable();
1543                 object = kmalloc_large(s->objsize, gfpflags);
1544                 if (gfpflags & __GFP_WAIT)
1545                         local_irq_disable();
1546                 return object;
1547         }
1548         return NULL;
1549 debug:
1550         if (!alloc_debug_processing(s, c->page, object, addr))
1551                 goto another_slab;
1552
1553         c->page->inuse++;
1554         c->page->freelist = object[c->offset];
1555         c->node = -1;
1556         goto unlock_out;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1561  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1562  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1563  *
1564  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1565  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1566  *
1567  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1568  */
1569 static __always_inline void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1570                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1571 {
1572         void **object;
1573         struct kmem_cache_cpu *c;
1574         unsigned long flags;
1575
1576         local_irq_save(flags);
1577         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1578         if (unlikely(!c->freelist || !node_match(c, node)))
1579
1580                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, c);
1581
1582         else {
1583                 object = c->freelist;
1584                 c->freelist = object[c->offset];
1585                 stat(c, ALLOC_FASTPATH);
1586         }
1587         local_irq_restore(flags);
1588
1589         if (unlikely((gfpflags & __GFP_ZERO) && object))
1590                 memset(object, 0, c->objsize);
1591
1592         return object;
1593 }
1594
1595 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1596 {
1597         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1598 }
1599 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1600
1601 #ifdef CONFIG_NUMA
1602 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1603 {
1604         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1605 }
1606 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1607 #endif
1608
1609 /*
1610  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1611  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1612  *
1613  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1614  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1615  * handling required then we can return immediately.
1616  */
1617 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1618                                 void *x, void *addr, unsigned int offset)
1619 {
1620         void *prior;
1621         void **object = (void *)x;
1622         struct kmem_cache_cpu *c;
1623
1624         c = get_cpu_slab(s, raw_smp_processor_id());
1625         stat(c, FREE_SLOWPATH);
1626         slab_lock(page);
1627
1628         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1629                 goto debug;
1630
1631 checks_ok:
1632         prior = object[offset] = page->freelist;
1633         page->freelist = object;
1634         page->inuse--;
1635
1636         if (unlikely(SlabFrozen(page))) {
1637                 stat(c, FREE_FROZEN);
1638                 goto out_unlock;
1639         }
1640
1641         if (unlikely(!page->inuse))
1642                 goto slab_empty;
1643
1644         /*
1645          * Objects left in the slab. If it was not on the partial list before
1646          * then add it.
1647          */
1648         if (unlikely(!prior)) {
1649                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page, 1);
1650                 stat(c, FREE_ADD_PARTIAL);
1651         }
1652
1653 out_unlock:
1654         slab_unlock(page);
1655         return;
1656
1657 slab_empty:
1658         if (prior) {
1659                 /*
1660                  * Slab still on the partial list.
1661                  */
1662                 remove_partial(s, page);
1663                 stat(c, FREE_REMOVE_PARTIAL);
1664         }
1665         slab_unlock(page);
1666         stat(c, FREE_SLAB);
1667         discard_slab(s, page);
1668         return;
1669
1670 debug:
1671         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1672                 goto out_unlock;
1673         goto checks_ok;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1678  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1679  *
1680  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1681  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1682  * the item before.
1683  *
1684  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1685  * with all sorts of special processing.
1686  */
1687 static __always_inline void slab_free(struct kmem_cache *s,
1688                         struct page *page, void *x, void *addr)
1689 {
1690         void **object = (void *)x;
1691         struct kmem_cache_cpu *c;
1692         unsigned long flags;
1693
1694         local_irq_save(flags);
1695         c = get_cpu_slab(s, smp_processor_id());
1696         debug_check_no_locks_freed(object, c->objsize);
1697         if (likely(page == c->page && c->node >= 0)) {
1698                 object[c->offset] = c->freelist;
1699                 c->freelist = object;
1700                 stat(c, FREE_FASTPATH);
1701         } else
1702                 __slab_free(s, page, x, addr, c->offset);
1703
1704         local_irq_restore(flags);
1705 }
1706
1707 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1708 {
1709         struct page *page;
1710
1711         page = virt_to_head_page(x);
1712
1713         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1714 }
1715 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1716
1717 /* Figure out on which slab object the object resides */
1718 static struct page *get_object_page(const void *x)
1719 {
1720         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1721
1722         if (!PageSlab(page))
1723                 return NULL;
1724
1725         return page;
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1730  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1731  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1732  * another.
1733  *
1734  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1735  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1736  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1737  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1738  * locking overhead.
1739  */
1740
1741 /*
1742  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1743  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1744  * and increases the number of allocations possible without having to
1745  * take the list_lock.
1746  */
1747 static int slub_min_order;
1748 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1749 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1750
1751 /*
1752  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1753  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1754  */
1755 static int slub_nomerge;
1756
1757 /*
1758  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1759  *
1760  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1761  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1762  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1763  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1764  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1765  * would be wasted.
1766  *
1767  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1768  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1769  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1770  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1771  *
1772  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1773  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1774  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1775  * of space in favor of a small page order.
1776  *
1777  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1778  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1779  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1780  * the smallest order which will fit the object.
1781  */
1782 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1783                                 int max_order, int fract_leftover)
1784 {
1785         int order;
1786         int rem;
1787         int min_order = slub_min_order;
1788
1789         for (order = max(min_order,
1790                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1791                         order <= max_order; order++) {
1792
1793                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1794
1795                 if (slab_size < min_objects * size)
1796                         continue;
1797
1798                 rem = slab_size % size;
1799
1800                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1801                         break;
1802
1803         }
1804
1805         return order;
1806 }
1807
1808 static inline int calculate_order(int size)
1809 {
1810         int order;
1811         int min_objects;
1812         int fraction;
1813
1814         /*
1815          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1816          * works by first attempting to generate a layout with
1817          * the best configuration and backing off gradually.
1818          *
1819          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1820          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1821          */
1822         min_objects = slub_min_objects;
1823         while (min_objects > 1) {
1824                 fraction = 8;
1825                 while (fraction >= 4) {
1826                         order = slab_order(size, min_objects,
1827                                                 slub_max_order, fraction);
1828                         if (order <= slub_max_order)
1829                                 return order;
1830                         fraction /= 2;
1831                 }
1832                 min_objects /= 2;
1833         }
1834
1835         /*
1836          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1837          * lets see if we can place a single object there.
1838          */
1839         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1840         if (order <= slub_max_order)
1841                 return order;
1842
1843         /*
1844          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1845          */
1846         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1847         if (order <= MAX_ORDER)
1848                 return order;
1849         return -ENOSYS;
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1854  */
1855 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1856                 unsigned long align, unsigned long size)
1857 {
1858         /*
1859          * If the user wants hardware cache aligned objects then follow that
1860          * suggestion if the object is sufficiently large.
1861          *
1862          * The hardware cache alignment cannot override the specified
1863          * alignment though. If that is greater then use it.
1864          */
1865         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1866                 unsigned long ralign = cache_line_size();
1867                 while (size <= ralign / 2)
1868                         ralign /= 2;
1869                 align = max(align, ralign);
1870         }
1871
1872         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1873                 align = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1874
1875         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1876 }
1877
1878 static void init_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1879                         struct kmem_cache_cpu *c)
1880 {
1881         c->page = NULL;
1882         c->freelist = NULL;
1883         c->node = 0;
1884         c->offset = s->offset / sizeof(void *);
1885         c->objsize = s->objsize;
1886 }
1887
1888 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1889 {
1890         n->nr_partial = 0;
1891         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1892         spin_lock_init(&n->list_lock);
1893         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1894 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1895         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1896 #endif
1897 }
1898
1899 #ifdef CONFIG_SMP
1900 /*
1901  * Per cpu array for per cpu structures.
1902  *
1903  * The per cpu array places all kmem_cache_cpu structures from one processor
1904  * close together meaning that it becomes possible that multiple per cpu
1905  * structures are contained in one cacheline. This may be particularly
1906  * beneficial for the kmalloc caches.
1907  *
1908  * A desktop system typically has around 60-80 slabs. With 100 here we are
1909  * likely able to get per cpu structures for all caches from the array defined
1910  * here. We must be able to cover all kmalloc caches during bootstrap.
1911  *
1912  * If the per cpu array is exhausted then fall back to kmalloc
1913  * of individual cachelines. No sharing is possible then.
1914  */
1915 #define NR_KMEM_CACHE_CPU 100
1916
1917 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu,
1918                                 kmem_cache_cpu)[NR_KMEM_CACHE_CPU];
1919
1920 static DEFINE_PER_CPU(struct kmem_cache_cpu *, kmem_cache_cpu_free);
1921 static cpumask_t kmem_cach_cpu_free_init_once = CPU_MASK_NONE;
1922
1923 static struct kmem_cache_cpu *alloc_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache *s,
1924                                                         int cpu, gfp_t flags)
1925 {
1926         struct kmem_cache_cpu *c = per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1927
1928         if (c)
1929                 per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) =
1930                                 (void *)c->freelist;
1931         else {
1932                 /* Table overflow: So allocate ourselves */
1933                 c = kmalloc_node(
1934                         ALIGN(sizeof(struct kmem_cache_cpu), cache_line_size()),
1935                         flags, cpu_to_node(cpu));
1936                 if (!c)
1937                         return NULL;
1938         }
1939
1940         init_kmem_cache_cpu(s, c);
1941         return c;
1942 }
1943
1944 static void free_kmem_cache_cpu(struct kmem_cache_cpu *c, int cpu)
1945 {
1946         if (c < per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) ||
1947                         c > per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu) + NR_KMEM_CACHE_CPU) {
1948                 kfree(c);
1949                 return;
1950         }
1951         c->freelist = (void *)per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu);
1952         per_cpu(kmem_cache_cpu_free, cpu) = c;
1953 }
1954
1955 static void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s)
1956 {
1957         int cpu;
1958
1959         for_each_online_cpu(cpu) {
1960                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1961
1962                 if (c) {
1963                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1964                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
1965                 }
1966         }
1967 }
1968
1969 static int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1970 {
1971         int cpu;
1972
1973         for_each_online_cpu(cpu) {
1974                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
1975
1976                 if (c)
1977                         continue;
1978
1979                 c = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu, flags);
1980                 if (!c) {
1981                         free_kmem_cache_cpus(s);
1982                         return 0;
1983                 }
1984                 s->cpu_slab[cpu] = c;
1985         }
1986         return 1;
1987 }
1988
1989 /*
1990  * Initialize the per cpu array.
1991  */
1992 static void init_alloc_cpu_cpu(int cpu)
1993 {
1994         int i;
1995
1996         if (cpu_isset(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once))
1997                 return;
1998
1999         for (i = NR_KMEM_CACHE_CPU - 1; i >= 0; i--)
2000                 free_kmem_cache_cpu(&per_cpu(kmem_cache_cpu, cpu)[i], cpu);
2001
2002         cpu_set(cpu, kmem_cach_cpu_free_init_once);
2003 }
2004
2005 static void __init init_alloc_cpu(void)
2006 {
2007         int cpu;
2008
2009         for_each_online_cpu(cpu)
2010                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
2011   }
2012
2013 #else
2014 static inline void free_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s) {}
2015 static inline void init_alloc_cpu(void) {}
2016
2017 static inline int alloc_kmem_cache_cpus(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2018 {
2019         init_kmem_cache_cpu(s, &s->cpu_slab);
2020         return 1;
2021 }
2022 #endif
2023
2024 #ifdef CONFIG_NUMA
2025 /*
2026  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
2027  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
2028  * possible.
2029  *
2030  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
2031  * when allocating for the kmalloc_node_cache. This is used for bootstrapping
2032  * memory on a fresh node that has no slab structures yet.
2033  */
2034 static struct kmem_cache_node *early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
2035                                                            int node)
2036 {
2037         struct page *page;
2038         struct kmem_cache_node *n;
2039         unsigned long flags;
2040
2041         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
2042
2043         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags, node);
2044
2045         BUG_ON(!page);
2046         if (page_to_nid(page) != node) {
2047                 printk(KERN_ERR "SLUB: Unable to allocate memory from "
2048                                 "node %d\n", node);
2049                 printk(KERN_ERR "SLUB: Allocating a useless per node structure "
2050                                 "in order to be able to continue\n");
2051         }
2052
2053         n = page->freelist;
2054         BUG_ON(!n);
2055         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
2056         page->inuse++;
2057         kmalloc_caches->node[node] = n;
2058 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2059         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
2060         init_tracking(kmalloc_caches, n);
2061 #endif
2062         init_kmem_cache_node(n);
2063         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
2064
2065         /*
2066          * lockdep requires consistent irq usage for each lock
2067          * so even though there cannot be a race this early in
2068          * the boot sequence, we still disable irqs.
2069          */
2070         local_irq_save(flags);
2071         add_partial(n, page, 0);
2072         local_irq_restore(flags);
2073         return n;
2074 }
2075
2076 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2077 {
2078         int node;
2079
2080         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2081                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
2082                 if (n && n != &s->local_node)
2083                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2084                 s->node[node] = NULL;
2085         }
2086 }
2087
2088 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2089 {
2090         int node;
2091         int local_node;
2092
2093         if (slab_state >= UP)
2094                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
2095         else
2096                 local_node = 0;
2097
2098         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2099                 struct kmem_cache_node *n;
2100
2101                 if (local_node == node)
2102                         n = &s->local_node;
2103                 else {
2104                         if (slab_state == DOWN) {
2105                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
2106                                                                 node);
2107                                 continue;
2108                         }
2109                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
2110                                                         gfpflags, node);
2111
2112                         if (!n) {
2113                                 free_kmem_cache_nodes(s);
2114                                 return 0;
2115                         }
2116
2117                 }
2118                 s->node[node] = n;
2119                 init_kmem_cache_node(n);
2120         }
2121         return 1;
2122 }
2123 #else
2124 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
2125 {
2126 }
2127
2128 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
2129 {
2130         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
2131         return 1;
2132 }
2133 #endif
2134
2135 /*
2136  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
2137  * a slab object.
2138  */
2139 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
2140 {
2141         unsigned long flags = s->flags;
2142         unsigned long size = s->objsize;
2143         unsigned long align = s->align;
2144
2145         /*
2146          * Round up object size to the next word boundary. We can only
2147          * place the free pointer at word boundaries and this determines
2148          * the possible location of the free pointer.
2149          */
2150         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2151
2152 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2153         /*
2154          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
2155          * the slab may touch the object after free or before allocation
2156          * then we should never poison the object itself.
2157          */
2158         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
2159                         !s->ctor)
2160                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
2161         else
2162                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
2163
2164
2165         /*
2166          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
2167          * end of the object and the free pointer. If not then add an
2168          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
2169          */
2170         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
2171                 size += sizeof(void *);
2172 #endif
2173
2174         /*
2175          * With that we have determined the number of bytes in actual use
2176          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
2177          */
2178         s->inuse = size;
2179
2180         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
2181                 s->ctor)) {
2182                 /*
2183                  * Relocate free pointer after the object if it is not
2184                  * permitted to overwrite the first word of the object on
2185                  * kmem_cache_free.
2186                  *
2187                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
2188                  * destructor or are poisoning the objects.
2189                  */
2190                 s->offset = size;
2191                 size += sizeof(void *);
2192         }
2193
2194 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2195         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2196                 /*
2197                  * Need to store information about allocs and frees after
2198                  * the object.
2199                  */
2200                 size += 2 * sizeof(struct track);
2201
2202         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2203                 /*
2204                  * Add some empty padding so that we can catch
2205                  * overwrites from earlier objects rather than let
2206                  * tracking information or the free pointer be
2207                  * corrupted if an user writes before the start
2208                  * of the object.
2209                  */
2210                 size += sizeof(void *);
2211 #endif
2212
2213         /*
2214          * Determine the alignment based on various parameters that the
2215          * user specified and the dynamic determination of cache line size
2216          * on bootup.
2217          */
2218         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
2219
2220         /*
2221          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
2222          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
2223          * each object to conform to the alignment.
2224          */
2225         size = ALIGN(size, align);
2226         s->size = size;
2227
2228         if ((flags & __KMALLOC_CACHE) &&
2229                         PAGE_SIZE / size < slub_min_objects) {
2230                 /*
2231                  * Kmalloc cache that would not have enough objects in
2232                  * an order 0 page. Kmalloc slabs can fallback to
2233                  * page allocator order 0 allocs so take a reasonably large
2234                  * order that will allows us a good number of objects.
2235                  */
2236                 s->order = max(slub_max_order, PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER);
2237                 s->flags |= __PAGE_ALLOC_FALLBACK;
2238                 s->allocflags |= __GFP_NOWARN;
2239         } else
2240                 s->order = calculate_order(size);
2241
2242         if (s->order < 0)
2243                 return 0;
2244
2245         s->allocflags = 0;
2246         if (s->order)
2247                 s->allocflags |= __GFP_COMP;
2248
2249         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
2250                 s->allocflags |= SLUB_DMA;
2251
2252         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2253                 s->allocflags |= __GFP_RECLAIMABLE;
2254
2255         /*
2256          * Determine the number of objects per slab
2257          */
2258         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
2259
2260         return !!s->objects;
2261
2262 }
2263
2264 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
2265                 const char *name, size_t size,
2266                 size_t align, unsigned long flags,
2267                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2268 {
2269         memset(s, 0, kmem_size);
2270         s->name = name;
2271         s->ctor = ctor;
2272         s->objsize = size;
2273         s->align = align;
2274         s->flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, ctor);
2275
2276         if (!calculate_sizes(s))
2277                 goto error;
2278
2279         s->refcount = 1;
2280 #ifdef CONFIG_NUMA
2281         s->remote_node_defrag_ratio = 100;
2282 #endif
2283         if (!init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2284                 goto error;
2285
2286         if (alloc_kmem_cache_cpus(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2287                 return 1;
2288         free_kmem_cache_nodes(s);
2289 error:
2290         if (flags & SLAB_PANIC)
2291                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2292                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2293                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2294                         s->offset, flags);
2295         return 0;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Check if a given pointer is valid
2300  */
2301 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2302 {
2303         struct page *page;
2304
2305         page = get_object_page(object);
2306
2307         if (!page || s != page->slab)
2308                 /* No slab or wrong slab */
2309                 return 0;
2310
2311         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2312                 return 0;
2313
2314         /*
2315          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2316          * But this would be too expensive and it seems that the main
2317          * purpose of kmem_ptr_valid() is to check if the object belongs
2318          * to a certain slab.
2319          */
2320         return 1;
2321 }
2322 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2323
2324 /*
2325  * Determine the size of a slab object
2326  */
2327 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2328 {
2329         return s->objsize;
2330 }
2331 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2332
2333 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2334 {
2335         return s->name;
2336 }
2337 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2338
2339 /*
2340  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2341  * were unable to free.
2342  */
2343 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2344                         struct list_head *list)
2345 {
2346         int slabs_inuse = 0;
2347         unsigned long flags;
2348         struct page *page, *h;
2349
2350         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2351         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2352                 if (!page->inuse) {
2353                         list_del(&page->lru);
2354                         discard_slab(s, page);
2355                 } else
2356                         slabs_inuse++;
2357         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2358         return slabs_inuse;
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Release all resources used by a slab cache.
2363  */
2364 static inline int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2365 {
2366         int node;
2367
2368         flush_all(s);
2369
2370         /* Attempt to free all objects */
2371         free_kmem_cache_cpus(s);
2372         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2373                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2374
2375                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2376                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2377                         return 1;
2378         }
2379         free_kmem_cache_nodes(s);
2380         return 0;
2381 }
2382
2383 /*
2384  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2385  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2386  */
2387 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2388 {
2389         down_write(&slub_lock);
2390         s->refcount--;
2391         if (!s->refcount) {
2392                 list_del(&s->list);
2393                 up_write(&slub_lock);
2394                 if (kmem_cache_close(s))
2395                         WARN_ON(1);
2396                 sysfs_slab_remove(s);
2397         } else
2398                 up_write(&slub_lock);
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2401
2402 /********************************************************************
2403  *              Kmalloc subsystem
2404  *******************************************************************/
2405
2406 struct kmem_cache kmalloc_caches[PAGE_SHIFT + 1] __cacheline_aligned;
2407 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2408
2409 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2410 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[PAGE_SHIFT + 1];
2411 #endif
2412
2413 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2414 {
2415         get_option(&str, &slub_min_order);
2416
2417         return 1;
2418 }
2419
2420 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2421
2422 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2423 {
2424         get_option(&str, &slub_max_order);
2425
2426         return 1;
2427 }
2428
2429 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2430
2431 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2432 {
2433         get_option(&str, &slub_min_objects);
2434
2435         return 1;
2436 }
2437
2438 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2439
2440 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2441 {
2442         slub_nomerge = 1;
2443         return 1;
2444 }
2445
2446 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2447
2448 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2449                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2450 {
2451         unsigned int flags = 0;
2452
2453         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2454                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2455
2456         down_write(&slub_lock);
2457         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2458                         flags | __KMALLOC_CACHE, NULL))
2459                 goto panic;
2460
2461         list_add(&s->list, &slab_caches);
2462         up_write(&slub_lock);
2463         if (sysfs_slab_add(s))
2464                 goto panic;
2465         return s;
2466
2467 panic:
2468         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2469 }
2470
2471 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2472
2473 static void sysfs_add_func(struct work_struct *w)
2474 {
2475         struct kmem_cache *s;
2476
2477         down_write(&slub_lock);
2478         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2479                 if (s->flags & __SYSFS_ADD_DEFERRED) {
2480                         s->flags &= ~__SYSFS_ADD_DEFERRED;
2481                         sysfs_slab_add(s);
2482                 }
2483         }
2484         up_write(&slub_lock);
2485 }
2486
2487 static DECLARE_WORK(sysfs_add_work, sysfs_add_func);
2488
2489 static noinline struct kmem_cache *dma_kmalloc_cache(int index, gfp_t flags)
2490 {
2491         struct kmem_cache *s;
2492         char *text;
2493         size_t realsize;
2494
2495         s = kmalloc_caches_dma[index];
2496         if (s)
2497                 return s;
2498
2499         /* Dynamically create dma cache */
2500         if (flags & __GFP_WAIT)
2501                 down_write(&slub_lock);
2502         else {
2503                 if (!down_write_trylock(&slub_lock))
2504                         goto out;
2505         }
2506
2507         if (kmalloc_caches_dma[index])
2508                 goto unlock_out;
2509
2510         realsize = kmalloc_caches[index].objsize;
2511         text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2512                          (unsigned int)realsize);
2513         s = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2514
2515         if (!s || !text || !kmem_cache_open(s, flags, text,
2516                         realsize, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2517                         SLAB_CACHE_DMA|__SYSFS_ADD_DEFERRED, NULL)) {
2518                 kfree(s);
2519                 kfree(text);
2520                 goto unlock_out;
2521         }
2522
2523         list_add(&s->list, &slab_caches);
2524         kmalloc_caches_dma[index] = s;
2525
2526         schedule_work(&sysfs_add_work);
2527
2528 unlock_out:
2529         up_write(&slub_lock);
2530 out:
2531         return kmalloc_caches_dma[index];
2532 }
2533 #endif
2534
2535 /*
2536  * Conversion table for small slabs sizes / 8 to the index in the
2537  * kmalloc array. This is necessary for slabs < 192 since we have non power
2538  * of two cache sizes there. The size of larger slabs can be determined using
2539  * fls.
2540  */
2541 static s8 size_index[24] = {
2542         3,      /* 8 */
2543         4,      /* 16 */
2544         5,      /* 24 */
2545         5,      /* 32 */
2546         6,      /* 40 */
2547         6,      /* 48 */
2548         6,      /* 56 */
2549         6,      /* 64 */
2550         1,      /* 72 */
2551         1,      /* 80 */
2552         1,      /* 88 */
2553         1,      /* 96 */
2554         7,      /* 104 */
2555         7,      /* 112 */
2556         7,      /* 120 */
2557         7,      /* 128 */
2558         2,      /* 136 */
2559         2,      /* 144 */
2560         2,      /* 152 */
2561         2,      /* 160 */
2562         2,      /* 168 */
2563         2,      /* 176 */
2564         2,      /* 184 */
2565         2       /* 192 */
2566 };
2567
2568 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2569 {
2570         int index;
2571
2572         if (size <= 192) {
2573                 if (!size)
2574                         return ZERO_SIZE_PTR;
2575
2576                 index = size_index[(size - 1) / 8];
2577         } else
2578                 index = fls(size - 1);
2579
2580 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2581         if (unlikely((flags & SLUB_DMA)))
2582                 return dma_kmalloc_cache(index, flags);
2583
2584 #endif
2585         return &kmalloc_caches[index];
2586 }
2587
2588 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2589 {
2590         struct kmem_cache *s;
2591
2592         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2593                 return kmalloc_large(size, flags);
2594
2595         s = get_slab(size, flags);
2596
2597         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2598                 return s;
2599
2600         return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2601 }
2602 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2603
2604 static void *kmalloc_large_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2605 {
2606         struct page *page = alloc_pages_node(node, flags | __GFP_COMP,
2607                                                 get_order(size));
2608
2609         if (page)
2610                 return page_address(page);
2611         else
2612                 return NULL;
2613 }
2614
2615 #ifdef CONFIG_NUMA
2616 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2617 {
2618         struct kmem_cache *s;
2619
2620         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
2621                 return kmalloc_large_node(size, flags, node);
2622
2623         s = get_slab(size, flags);
2624
2625         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
2626                 return s;
2627
2628         return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2629 }
2630 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2631 #endif
2632
2633 size_t ksize(const void *object)
2634 {
2635         struct page *page;
2636         struct kmem_cache *s;
2637
2638         if (unlikely(object == ZERO_SIZE_PTR))
2639                 return 0;
2640
2641         page = virt_to_head_page(object);
2642
2643         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2644                 return PAGE_SIZE << compound_order(page);
2645
2646         s = page->slab;
2647
2648 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
2649         /*
2650          * Debugging requires use of the padding between object
2651          * and whatever may come after it.
2652          */
2653         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2654                 return s->objsize;
2655
2656 #endif
2657         /*
2658          * If we have the need to store the freelist pointer
2659          * back there or track user information then we can
2660          * only use the space before that information.
2661          */
2662         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2663                 return s->inuse;
2664         /*
2665          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2666          */
2667         return s->size;
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2670
2671 void kfree(const void *x)
2672 {
2673         struct page *page;
2674         void *object = (void *)x;
2675
2676         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(x)))
2677                 return;
2678
2679         page = virt_to_head_page(x);
2680         if (unlikely(!PageSlab(page))) {
2681                 put_page(page);
2682                 return;
2683         }
2684         slab_free(page->slab, page, object, __builtin_return_address(0));
2685 }
2686 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2687
2688 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2689 {
2690         unsigned long flags;
2691         unsigned long x = 0;
2692         struct page *page;
2693
2694         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2695         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2696                 x += page->inuse;
2697         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2698         return x;
2699 }
2700
2701 /*
2702  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2703  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2704  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2705  * and thus they can be removed from the partial lists.
2706  *
2707  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2708  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2709  * are freed in them.
2710  */
2711 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2712 {
2713         int node;
2714         int i;
2715         struct kmem_cache_node *n;
2716         struct page *page;
2717         struct page *t;
2718         struct list_head *slabs_by_inuse =
2719                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2720         unsigned long flags;
2721
2722         if (!slabs_by_inuse)
2723                 return -ENOMEM;
2724
2725         flush_all(s);
2726         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2727                 n = get_node(s, node);
2728
2729                 if (!n->nr_partial)
2730                         continue;
2731
2732                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2733                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2734
2735                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2736
2737                 /*
2738                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2739                  *
2740                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2741                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2742                  */
2743                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2744                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2745                                 /*
2746                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2747                                  * may have freed the last object and be
2748                                  * waiting to release the slab.
2749                                  */
2750                                 list_del(&page->lru);
2751                                 n->nr_partial--;
2752                                 slab_unlock(page);
2753                                 discard_slab(s, page);
2754                         } else {
2755                                 list_move(&page->lru,
2756                                 slabs_by_inuse + page->inuse);
2757                         }
2758                 }
2759
2760                 /*
2761                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2762                  * first and the least used slabs at the end.
2763                  */
2764                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2765                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2766
2767                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2768         }
2769
2770         kfree(slabs_by_inuse);
2771         return 0;
2772 }
2773 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2774
2775 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
2776 static int slab_mem_going_offline_callback(void *arg)
2777 {
2778         struct kmem_cache *s;
2779
2780         down_read(&slub_lock);
2781         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
2782                 kmem_cache_shrink(s);
2783         up_read(&slub_lock);
2784
2785         return 0;
2786 }
2787
2788 static void slab_mem_offline_callback(void *arg)
2789 {
2790         struct kmem_cache_node *n;
2791         struct kmem_cache *s;
2792         struct memory_notify *marg = arg;
2793         int offline_node;
2794
2795         offline_node = marg->status_change_nid;
2796
2797         /*
2798          * If the node still has available memory. we need kmem_cache_node
2799          * for it yet.
2800          */
2801         if (offline_node < 0)
2802                 return;
2803
2804         down_read(&slub_lock);
2805         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2806                 n = get_node(s, offline_node);
2807                 if (n) {
2808                         /*
2809                          * if n->nr_slabs > 0, slabs still exist on the node
2810                          * that is going down. We were unable to free them,
2811                          * and offline_pages() function shoudn't call this
2812                          * callback. So, we must fail.
2813                          */
2814                         BUG_ON(atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2815
2816                         s->node[offline_node] = NULL;
2817                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
2818                 }
2819         }
2820         up_read(&slub_lock);
2821 }
2822
2823 static int slab_mem_going_online_callback(void *arg)
2824 {
2825         struct kmem_cache_node *n;
2826         struct kmem_cache *s;
2827         struct memory_notify *marg = arg;
2828         int nid = marg->status_change_nid;
2829         int ret = 0;
2830
2831         /*
2832          * If the node's memory is already available, then kmem_cache_node is
2833          * already created. Nothing to do.
2834          */
2835         if (nid < 0)
2836                 return 0;
2837
2838         /*
2839          * We are bringing a node online. No memory is availabe yet. We must
2840          * allocate a kmem_cache_node structure in order to bring the node
2841          * online.
2842          */
2843         down_read(&slub_lock);
2844         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
2845                 /*
2846                  * XXX: kmem_cache_alloc_node will fallback to other nodes
2847                  *      since memory is not yet available from the node that
2848                  *      is brought up.
2849                  */
2850                 n = kmem_cache_alloc(kmalloc_caches, GFP_KERNEL);
2851                 if (!n) {
2852                         ret = -ENOMEM;
2853                         goto out;
2854                 }
2855                 init_kmem_cache_node(n);
2856                 s->node[nid] = n;
2857         }
2858 out:
2859         up_read(&slub_lock);
2860         return ret;
2861 }
2862
2863 static int slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
2864                                 unsigned long action, void *arg)
2865 {
2866         int ret = 0;
2867
2868         switch (action) {
2869         case MEM_GOING_ONLINE:
2870                 ret = slab_mem_going_online_callback(arg);
2871                 break;
2872         case MEM_GOING_OFFLINE:
2873                 ret = slab_mem_going_offline_callback(arg);
2874                 break;
2875         case MEM_OFFLINE:
2876         case MEM_CANCEL_ONLINE:
2877                 slab_mem_offline_callback(arg);
2878                 break;
2879         case MEM_ONLINE:
2880         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
2881                 break;
2882         }
2883
2884         ret = notifier_from_errno(ret);
2885         return ret;
2886 }
2887
2888 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
2889
2890 /********************************************************************
2891  *                      Basic setup of slabs
2892  *******************************************************************/
2893
2894 void __init kmem_cache_init(void)
2895 {
2896         int i;
2897         int caches = 0;
2898
2899         init_alloc_cpu();
2900
2901 #ifdef CONFIG_NUMA
2902         /*
2903          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2904          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2905          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2906          */
2907         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2908                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2909         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2910         caches++;
2911
2912         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, 1);
2913 #endif
2914
2915         /* Able to allocate the per node structures */
2916         slab_state = PARTIAL;
2917
2918         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2919         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2920                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2921                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2922                 caches++;
2923         }
2924         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2925                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2926                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2927                 caches++;
2928         }
2929
2930         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++) {
2931                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2932                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2933                 caches++;
2934         }
2935
2936
2937         /*
2938          * Patch up the size_index table if we have strange large alignment
2939          * requirements for the kmalloc array. This is only the case for
2940          * MIPS it seems. The standard arches will not generate any code here.
2941          *
2942          * Largest permitted alignment is 256 bytes due to the way we
2943          * handle the index determination for the smaller caches.
2944          *
2945          * Make sure that nothing crazy happens if someone starts tinkering
2946          * around with ARCH_KMALLOC_MINALIGN
2947          */
2948         BUILD_BUG_ON(KMALLOC_MIN_SIZE > 256 ||
2949                 (KMALLOC_MIN_SIZE & (KMALLOC_MIN_SIZE - 1)));
2950
2951         for (i = 8; i < KMALLOC_MIN_SIZE; i += 8)
2952                 size_index[(i - 1) / 8] = KMALLOC_SHIFT_LOW;
2953
2954         slab_state = UP;
2955
2956         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2957         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= PAGE_SHIFT; i++)
2958                 kmalloc_caches[i]. name =
2959                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2960
2961 #ifdef CONFIG_SMP
2962         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2963         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2964                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct kmem_cache_cpu *);
2965 #else
2966         kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
2967 #endif
2968
2969         printk(KERN_INFO
2970                 "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2971                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2972                 caches, cache_line_size(),
2973                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2974                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2975 }
2976
2977 /*
2978  * Find a mergeable slab cache
2979  */
2980 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2981 {
2982         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2983                 return 1;
2984
2985         if ((s->flags & __PAGE_ALLOC_FALLBACK))
2986                 return 1;
2987
2988         if (s->ctor)
2989                 return 1;
2990
2991         /*
2992          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2993          */
2994         if (s->refcount < 0)
2995                 return 1;
2996
2997         return 0;
2998 }
2999
3000 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
3001                 size_t align, unsigned long flags, const char *name,
3002                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3003 {
3004         struct kmem_cache *s;
3005
3006         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
3007                 return NULL;
3008
3009         if (ctor)
3010                 return NULL;
3011
3012         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
3013         align = calculate_alignment(flags, align, size);
3014         size = ALIGN(size, align);
3015         flags = kmem_cache_flags(size, flags, name, NULL);
3016
3017         list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3018                 if (slab_unmergeable(s))
3019                         continue;
3020
3021                 if (size > s->size)
3022                         continue;
3023
3024                 if ((flags & SLUB_MERGE_SAME) != (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
3025                                 continue;
3026                 /*
3027                  * Check if alignment is compatible.
3028                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
3029                  */
3030                 if ((s->size & ~(align - 1)) != s->size)
3031                         continue;
3032
3033                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
3034                         continue;
3035
3036                 return s;
3037         }
3038         return NULL;
3039 }
3040
3041 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
3042                 size_t align, unsigned long flags,
3043                 void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
3044 {
3045         struct kmem_cache *s;
3046
3047         down_write(&slub_lock);
3048         s = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
3049         if (s) {
3050                 int cpu;
3051
3052                 s->refcount++;
3053                 /*
3054                  * Adjust the object sizes so that we clear
3055                  * the complete object on kzalloc.
3056                  */
3057                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
3058
3059                 /*
3060                  * And then we need to update the object size in the
3061                  * per cpu structures
3062                  */
3063                 for_each_online_cpu(cpu)
3064                         get_cpu_slab(s, cpu)->objsize = s->objsize;
3065
3066                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
3067                 up_write(&slub_lock);
3068
3069                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
3070                         goto err;
3071                 return s;
3072         }
3073
3074         s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
3075         if (s) {
3076                 if (kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
3077                                 size, align, flags, ctor)) {
3078                         list_add(&s->list, &slab_caches);
3079                         up_write(&slub_lock);
3080                         if (sysfs_slab_add(s))
3081                                 goto err;
3082                         return s;
3083                 }
3084                 kfree(s);
3085         }
3086         up_write(&slub_lock);
3087
3088 err:
3089         if (flags & SLAB_PANIC)
3090                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
3091         else
3092                 s = NULL;
3093         return s;
3094 }
3095 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
3096
3097 #ifdef CONFIG_SMP
3098 /*
3099  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
3100  * necessary.
3101  */
3102 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
3103                 unsigned long action, void *hcpu)
3104 {
3105         long cpu = (long)hcpu;
3106         struct kmem_cache *s;
3107         unsigned long flags;
3108
3109         switch (action) {
3110         case CPU_UP_PREPARE:
3111         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
3112                 init_alloc_cpu_cpu(cpu);
3113                 down_read(&slub_lock);
3114                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list)
3115                         s->cpu_slab[cpu] = alloc_kmem_cache_cpu(s, cpu,
3116                                                         GFP_KERNEL);
3117                 up_read(&slub_lock);
3118                 break;
3119
3120         case CPU_UP_CANCELED:
3121         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
3122         case CPU_DEAD:
3123         case CPU_DEAD_FROZEN:
3124                 down_read(&slub_lock);
3125                 list_for_each_entry(s, &slab_caches, list) {
3126                         struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3127
3128                         local_irq_save(flags);
3129                         __flush_cpu_slab(s, cpu);
3130                         local_irq_restore(flags);
3131                         free_kmem_cache_cpu(c, cpu);
3132                         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
3133                 }
3134                 up_read(&slub_lock);
3135                 break;
3136         default:
3137                 break;
3138         }
3139         return NOTIFY_OK;
3140 }
3141
3142 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier = {
3143         .notifier_call = slab_cpuup_callback
3144 };
3145
3146 #endif
3147
3148 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
3149 {
3150         struct kmem_cache *s;
3151
3152         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3153                 return kmalloc_large(size, gfpflags);
3154
3155         s = get_slab(size, gfpflags);
3156
3157         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3158                 return s;
3159
3160         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
3161 }
3162
3163 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
3164                                         int node, void *caller)
3165 {
3166         struct kmem_cache *s;
3167
3168         if (unlikely(size > PAGE_SIZE))
3169                 return kmalloc_large_node(size, gfpflags, node);
3170
3171         s = get_slab(size, gfpflags);
3172
3173         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(s)))
3174                 return s;
3175
3176         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
3177 }
3178
3179 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
3180 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3181                                                 unsigned long *map)
3182 {
3183         void *p;
3184         void *addr = page_address(page);
3185
3186         if (!check_slab(s, page) ||
3187                         !on_freelist(s, page, NULL))
3188                 return 0;
3189
3190         /* Now we know that a valid freelist exists */
3191         bitmap_zero(map, s->objects);
3192
3193         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
3194                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3195                 if (!check_object(s, page, p, 0))
3196                         return 0;
3197         }
3198
3199         for_each_object(p, s, addr)
3200                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3201                         if (!check_object(s, page, p, 1))
3202                                 return 0;
3203         return 1;
3204 }
3205
3206 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page,
3207                                                 unsigned long *map)
3208 {
3209         if (slab_trylock(page)) {
3210                 validate_slab(s, page, map);
3211                 slab_unlock(page);
3212         } else
3213                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
3214                         s->name, page);
3215
3216         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
3217                 if (!SlabDebug(page))
3218                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
3219                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
3220         } else {
3221                 if (SlabDebug(page))
3222                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
3223                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
3224         }
3225 }
3226
3227 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s,
3228                 struct kmem_cache_node *n, unsigned long *map)
3229 {
3230         unsigned long count = 0;
3231         struct page *page;
3232         unsigned long flags;
3233
3234         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3235
3236         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
3237                 validate_slab_slab(s, page, map);
3238                 count++;
3239         }
3240         if (count != n->nr_partial)
3241                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
3242                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
3243
3244         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3245                 goto out;
3246
3247         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
3248                 validate_slab_slab(s, page, map);
3249                 count++;
3250         }
3251         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3252                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
3253                         "counter=%ld\n", s->name, count,
3254                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
3255
3256 out:
3257         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3258         return count;
3259 }
3260
3261 static long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
3262 {
3263         int node;
3264         unsigned long count = 0;
3265         unsigned long *map = kmalloc(BITS_TO_LONGS(s->objects) *
3266                                 sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
3267
3268         if (!map)
3269                 return -ENOMEM;
3270
3271         flush_all(s);
3272         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3273                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3274
3275                 count += validate_slab_node(s, n, map);
3276         }
3277         kfree(map);
3278         return count;
3279 }
3280
3281 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
3282 static void resiliency_test(void)
3283 {
3284         u8 *p;
3285
3286         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
3287         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
3288         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
3289
3290         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
3291         p[16] = 0x12;
3292         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
3293                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
3294
3295         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
3296
3297         /* Hmmm... The next two are dangerous */
3298         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
3299         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
3300         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
3301                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
3302         printk(KERN_ERR
3303                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3304
3305         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
3306         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
3307         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
3308         *p = 0x56;
3309         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
3310                                                                         p);
3311         printk(KERN_ERR
3312                 "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
3313         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
3314
3315         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
3316         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
3317         kfree(p);
3318         *p = 0x78;
3319         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
3320         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
3321
3322         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
3323         kfree(p);
3324         p[50] = 0x9a;
3325         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n",
3326                         p);
3327         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
3328
3329         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
3330         kfree(p);
3331         p[512] = 0xab;
3332         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
3333         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
3334 }
3335 #else
3336 static void resiliency_test(void) {};
3337 #endif
3338
3339 /*
3340  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
3341  * and freed.
3342  */
3343
3344 struct location {
3345         unsigned long count;
3346         void *addr;
3347         long long sum_time;
3348         long min_time;
3349         long max_time;
3350         long min_pid;
3351         long max_pid;
3352         cpumask_t cpus;
3353         nodemask_t nodes;
3354 };
3355
3356 struct loc_track {
3357         unsigned long max;
3358         unsigned long count;
3359         struct location *loc;
3360 };
3361
3362 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
3363 {
3364         if (t->max)
3365                 free_pages((unsigned long)t->loc,
3366                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
3367 }
3368
3369 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max, gfp_t flags)
3370 {
3371         struct location *l;
3372         int order;
3373
3374         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
3375
3376         l = (void *)__get_free_pages(flags, order);
3377         if (!l)
3378                 return 0;
3379
3380         if (t->count) {
3381                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
3382                 free_loc_track(t);
3383         }
3384         t->max = max;
3385         t->loc = l;
3386         return 1;
3387 }
3388
3389 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3390                                 const struct track *track)
3391 {
3392         long start, end, pos;
3393         struct location *l;
3394         void *caddr;
3395         unsigned long age = jiffies - track->when;
3396
3397         start = -1;
3398         end = t->count;
3399
3400         for ( ; ; ) {
3401                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
3402
3403                 /*
3404                  * There is nothing at "end". If we end up there
3405                  * we need to add something to before end.
3406                  */
3407                 if (pos == end)
3408                         break;
3409
3410                 caddr = t->loc[pos].addr;
3411                 if (track->addr == caddr) {
3412
3413                         l = &t->loc[pos];
3414                         l->count++;
3415                         if (track->when) {
3416                                 l->sum_time += age;
3417                                 if (age < l->min_time)
3418                                         l->min_time = age;
3419                                 if (age > l->max_time)
3420                                         l->max_time = age;
3421
3422                                 if (track->pid < l->min_pid)
3423                                         l->min_pid = track->pid;
3424                                 if (track->pid > l->max_pid)
3425                                         l->max_pid = track->pid;
3426
3427                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3428                         }
3429                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3430                         return 1;
3431                 }
3432
3433                 if (track->addr < caddr)
3434                         end = pos;
3435                 else
3436                         start = pos;
3437         }
3438
3439         /*
3440          * Not found. Insert new tracking element.
3441          */
3442         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max, GFP_ATOMIC))
3443                 return 0;
3444
3445         l = t->loc + pos;
3446         if (pos < t->count)
3447                 memmove(l + 1, l,
3448                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
3449         t->count++;
3450         l->count = 1;
3451         l->addr = track->addr;
3452         l->sum_time = age;
3453         l->min_time = age;
3454         l->max_time = age;
3455         l->min_pid = track->pid;
3456         l->max_pid = track->pid;
3457         cpus_clear(l->cpus);
3458         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
3459         nodes_clear(l->nodes);
3460         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
3461         return 1;
3462 }
3463
3464 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
3465                 struct page *page, enum track_item alloc)
3466 {
3467         void *addr = page_address(page);
3468         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
3469         void *p;
3470
3471         bitmap_zero(map, s->objects);
3472         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
3473                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
3474
3475         for_each_object(p, s, addr)
3476                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
3477                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
3478 }
3479
3480 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
3481                                         enum track_item alloc)
3482 {
3483         int len = 0;
3484         unsigned long i;
3485         struct loc_track t = { 0, 0, NULL };
3486         int node;
3487
3488         if (!alloc_loc_track(&t, PAGE_SIZE / sizeof(struct location),
3489                         GFP_TEMPORARY))
3490                 return sprintf(buf, "Out of memory\n");
3491
3492         /* Push back cpu slabs */
3493         flush_all(s);
3494
3495         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3496                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3497                 unsigned long flags;
3498                 struct page *page;
3499
3500                 if (!atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3501                         continue;
3502
3503                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3504                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3505                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3506                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3507                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3508                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3509         }
3510
3511         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3512                 struct location *l = &t.loc[i];
3513
3514                 if (len > PAGE_SIZE - 100)
3515                         break;
3516                 len += sprintf(buf + len, "%7ld ", l->count);
3517
3518                 if (l->addr)
3519                         len += sprint_symbol(buf + len, (unsigned long)l->addr);
3520                 else
3521                         len += sprintf(buf + len, "<not-available>");
3522
3523                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3524                         unsigned long remainder;
3525
3526                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld/%ld/%ld",
3527                         l->min_time,
3528                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3529                         l->max_time);
3530                 } else
3531                         len += sprintf(buf + len, " age=%ld",
3532                                 l->min_time);
3533
3534                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3535                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld-%ld",
3536                                 l->min_pid, l->max_pid);
3537                 else
3538                         len += sprintf(buf + len, " pid=%ld",
3539                                 l->min_pid);
3540
3541                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3542                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3543                         len += sprintf(buf + len, " cpus=");
3544                         len += cpulist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3545                                         l->cpus);
3546                 }
3547
3548                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3549                                 len < PAGE_SIZE - 60) {
3550                         len += sprintf(buf + len, " nodes=");
3551                         len += nodelist_scnprintf(buf + len, PAGE_SIZE - len - 50,
3552                                         l->nodes);
3553                 }
3554
3555                 len += sprintf(buf + len, "\n");
3556         }
3557
3558         free_loc_track(&t);
3559         if (!t.count)
3560                 len += sprintf(buf, "No data\n");
3561         return len;
3562 }
3563
3564 enum slab_stat_type {
3565         SL_FULL,
3566         SL_PARTIAL,
3567         SL_CPU,
3568         SL_OBJECTS
3569 };
3570
3571 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3572 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3573 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3574 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3575
3576 static ssize_t show_slab_objects(struct kmem_cache *s,
3577                             char *buf, unsigned long flags)
3578 {
3579         unsigned long total = 0;
3580         int cpu;
3581         int node;
3582         int x;
3583         unsigned long *nodes;
3584         unsigned long *per_cpu;
3585
3586         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3587         if (!nodes)
3588                 return -ENOMEM;
3589         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3590
3591         for_each_possible_cpu(cpu) {
3592                 struct page *page;
3593                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3594
3595                 if (!c)
3596                         continue;
3597
3598                 page = c->page;
3599                 node = c->node;
3600                 if (node < 0)
3601                         continue;
3602                 if (page) {
3603                         if (flags & SO_CPU) {
3604                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3605                                         x = page->inuse;
3606                                 else
3607                                         x = 1;
3608                                 total += x;
3609                                 nodes[node] += x;
3610                         }
3611                         per_cpu[node]++;
3612                 }
3613         }
3614
3615         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3616                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3617
3618                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3619                         if (flags & SO_OBJECTS)
3620                                 x = count_partial(n);
3621                         else
3622                                 x = n->nr_partial;
3623                         total += x;
3624                         nodes[node] += x;
3625                 }
3626
3627                 if (flags & SO_FULL) {
3628                         int full_slabs = atomic_long_read(&n->nr_slabs)
3629                                         - per_cpu[node]
3630                                         - n->nr_partial;
3631
3632                         if (flags & SO_OBJECTS)
3633                                 x = full_slabs * s->objects;
3634                         else
3635                                 x = full_slabs;
3636                         total += x;
3637                         nodes[node] += x;
3638                 }
3639         }
3640
3641         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3642 #ifdef CONFIG_NUMA
3643         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY)
3644                 if (nodes[node])
3645                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3646                                         node, nodes[node]);
3647 #endif
3648         kfree(nodes);
3649         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3650 }
3651
3652 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3653 {
3654         int node;
3655         int cpu;
3656
3657         for_each_possible_cpu(cpu) {
3658                 struct kmem_cache_cpu *c = get_cpu_slab(s, cpu);
3659
3660                 if (c && c->page)
3661                         return 1;
3662         }
3663
3664         for_each_online_node(node) {
3665                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3666
3667                 if (!n)
3668                         continue;
3669
3670                 if (n->nr_partial || atomic_long_read(&n->nr_slabs))
3671                         return 1;
3672         }
3673         return 0;
3674 }
3675
3676 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3677 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3678
3679 struct slab_attribute {
3680         struct attribute attr;
3681         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3682         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3683 };
3684
3685 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3686         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3687
3688 #define SLAB_ATTR(_name) \
3689         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3690         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3691
3692 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3693 {
3694         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3695 }
3696 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3697
3698 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3699 {
3700         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3701 }
3702 SLAB_ATTR_RO(align);
3703
3704 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3705 {
3706         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3707 }
3708 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3709
3710 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3711 {
3712         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3713 }
3714 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3715
3716 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3717 {
3718         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3719 }
3720 SLAB_ATTR_RO(order);
3721
3722 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3723 {
3724         if (s->ctor) {
3725                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3726
3727                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3728         }
3729         return 0;
3730 }
3731 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3732
3733 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3734 {
3735         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3736 }
3737 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3738
3739 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3740 {
3741         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3742 }
3743 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3744
3745 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3746 {
3747         return show_slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3748 }
3749 SLAB_ATTR_RO(partial);
3750
3751 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3752 {
3753         return show_slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3754 }
3755 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3756
3757 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3758 {
3759         return show_slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3760 }
3761 SLAB_ATTR_RO(objects);
3762
3763 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3764 {
3765         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3766 }
3767
3768 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3769                                 const char *buf, size_t length)
3770 {
3771         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3772         if (buf[0] == '1')
3773                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3774         return length;
3775 }
3776 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3777
3778 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3779 {
3780         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3781 }
3782
3783 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3784                                                         size_t length)
3785 {
3786         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3787         if (buf[0] == '1')
3788                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3789         return length;
3790 }
3791 SLAB_ATTR(trace);
3792
3793 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3794 {
3795         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3796 }
3797
3798 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3799                                 const char *buf, size_t length)
3800 {
3801         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3802         if (buf[0] == '1')
3803                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3804         return length;
3805 }
3806 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3807
3808 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3809 {
3810         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3811 }
3812 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3813
3814 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3815 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3816 {
3817         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3818 }
3819 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3820 #endif
3821
3822 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3823 {
3824         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3825 }
3826 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3827
3828 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3829 {
3830         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3831 }
3832
3833 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3834                                 const char *buf, size_t length)
3835 {
3836         if (any_slab_objects(s))
3837                 return -EBUSY;
3838
3839         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3840         if (buf[0] == '1')
3841                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3842         calculate_sizes(s);
3843         return length;
3844 }
3845 SLAB_ATTR(red_zone);
3846
3847 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3848 {
3849         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3850 }
3851
3852 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3853                                 const char *buf, size_t length)
3854 {
3855         if (any_slab_objects(s))
3856                 return -EBUSY;
3857
3858         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3859         if (buf[0] == '1')
3860                 s->flags |= SLAB_POISON;
3861         calculate_sizes(s);
3862         return length;
3863 }
3864 SLAB_ATTR(poison);
3865
3866 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3867 {
3868         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3869 }
3870
3871 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3872                                 const char *buf, size_t length)
3873 {
3874         if (any_slab_objects(s))
3875                 return -EBUSY;
3876
3877         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3878         if (buf[0] == '1')
3879                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3880         calculate_sizes(s);
3881         return length;
3882 }
3883 SLAB_ATTR(store_user);
3884
3885 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3886 {
3887         return 0;
3888 }
3889
3890 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3891                         const char *buf, size_t length)
3892 {
3893         int ret = -EINVAL;
3894
3895         if (buf[0] == '1') {
3896                 ret = validate_slab_cache(s);
3897                 if (ret >= 0)
3898                         ret = length;
3899         }
3900         return ret;
3901 }
3902 SLAB_ATTR(validate);
3903
3904 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3905 {
3906         return 0;
3907 }
3908
3909 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3910                         const char *buf, size_t length)
3911 {
3912         if (buf[0] == '1') {
3913                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3914
3915                 if (rc)
3916                         return rc;
3917         } else
3918                 return -EINVAL;
3919         return length;
3920 }
3921 SLAB_ATTR(shrink);
3922
3923 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3924 {
3925         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3926                 return -ENOSYS;
3927         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3928 }
3929 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3930
3931 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3932 {
3933         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3934                 return -ENOSYS;
3935         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3936 }
3937 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3938
3939 #ifdef CONFIG_NUMA
3940 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3941 {
3942         return sprintf(buf, "%d\n", s->remote_node_defrag_ratio / 10);
3943 }
3944
3945 static ssize_t remote_node_defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3946                                 const char *buf, size_t length)
3947 {
3948         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3949
3950         if (n < 100)
3951                 s->remote_node_defrag_ratio = n * 10;
3952         return length;
3953 }
3954 SLAB_ATTR(remote_node_defrag_ratio);
3955 #endif
3956
3957 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
3958 static int show_stat(struct kmem_cache *s, char *buf, enum stat_item si)
3959 {
3960         unsigned long sum  = 0;
3961         int cpu;
3962         int len;
3963         int *data = kmalloc(nr_cpu_ids * sizeof(int), GFP_KERNEL);
3964
3965         if (!data)
3966                 return -ENOMEM;
3967
3968         for_each_online_cpu(cpu) {
3969                 unsigned x = get_cpu_slab(s, cpu)->stat[si];
3970
3971                 data[cpu] = x;
3972                 sum += x;
3973         }
3974
3975         len = sprintf(buf, "%lu", sum);
3976
3977         for_each_online_cpu(cpu) {
3978                 if (data[cpu] && len < PAGE_SIZE - 20)
3979                         len += sprintf(buf + len, " c%d=%u", cpu, data[cpu]);
3980         }
3981         kfree(data);
3982         return len + sprintf(buf + len, "\n");
3983 }
3984
3985 #define STAT_ATTR(si, text)                                     \
3986 static ssize_t text##_show(struct kmem_cache *s, char *buf)     \
3987 {                                                               \
3988         return show_stat(s, buf, si);                           \
3989 }                                                               \
3990 SLAB_ATTR_RO(text);                                             \
3991
3992 STAT_ATTR(ALLOC_FASTPATH, alloc_fastpath);
3993 STAT_ATTR(ALLOC_SLOWPATH, alloc_slowpath);
3994 STAT_ATTR(FREE_FASTPATH, free_fastpath);
3995 STAT_ATTR(FREE_SLOWPATH, free_slowpath);
3996 STAT_ATTR(FREE_FROZEN, free_frozen);
3997 STAT_ATTR(FREE_ADD_PARTIAL, free_add_partial);
3998 STAT_ATTR(FREE_REMOVE_PARTIAL, free_remove_partial);
3999 STAT_ATTR(ALLOC_FROM_PARTIAL, alloc_from_partial);
4000 STAT_ATTR(ALLOC_SLAB, alloc_slab);
4001 STAT_ATTR(ALLOC_REFILL, alloc_refill);
4002 STAT_ATTR(FREE_SLAB, free_slab);
4003 STAT_ATTR(CPUSLAB_FLUSH, cpuslab_flush);
4004 STAT_ATTR(DEACTIVATE_FULL, deactivate_full);
4005 STAT_ATTR(DEACTIVATE_EMPTY, deactivate_empty);
4006 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_HEAD, deactivate_to_head);
4007 STAT_ATTR(DEACTIVATE_TO_TAIL, deactivate_to_tail);
4008 STAT_ATTR(DEACTIVATE_REMOTE_FREES, deactivate_remote_frees);
4009
4010 #endif
4011
4012 static struct attribute *slab_attrs[] = {
4013         &slab_size_attr.attr,
4014         &object_size_attr.attr,
4015         &objs_per_slab_attr.attr,
4016         &order_attr.attr,
4017         &objects_attr.attr,
4018         &slabs_attr.attr,
4019         &partial_attr.attr,
4020         &cpu_slabs_attr.attr,
4021         &ctor_attr.attr,
4022         &aliases_attr.attr,
4023         &align_attr.attr,
4024         &sanity_checks_attr.attr,
4025         &trace_attr.attr,
4026         &hwcache_align_attr.attr,
4027         &reclaim_account_attr.attr,
4028         &destroy_by_rcu_attr.attr,
4029         &red_zone_attr.attr,
4030         &poison_attr.attr,
4031         &store_user_attr.attr,
4032         &validate_attr.attr,
4033         &shrink_attr.attr,
4034         &alloc_calls_attr.attr,
4035         &free_calls_attr.attr,
4036 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
4037         &cache_dma_attr.attr,
4038 #endif
4039 #ifdef CONFIG_NUMA
4040         &remote_node_defrag_ratio_attr.attr,
4041 #endif
4042 #ifdef CONFIG_SLUB_STATS
4043         &alloc_fastpath_attr.attr,
4044         &alloc_slowpath_attr.attr,
4045         &free_fastpath_attr.attr,
4046         &free_slowpath_attr.attr,
4047         &free_frozen_attr.attr,
4048         &free_add_partial_attr.attr,
4049         &free_remove_partial_attr.attr,
4050         &alloc_from_partial_attr.attr,
4051         &alloc_slab_attr.attr,
4052         &alloc_refill_attr.attr,
4053         &free_slab_attr.attr,
4054         &cpuslab_flush_attr.attr,
4055         &deactivate_full_attr.attr,
4056         &deactivate_empty_attr.attr,
4057         &deactivate_to_head_attr.attr,
4058         &deactivate_to_tail_attr.attr,
4059         &deactivate_remote_frees_attr.attr,
4060 #endif
4061         NULL
4062 };
4063
4064 static struct attribute_group slab_attr_group = {
4065         .attrs = slab_attrs,
4066 };
4067
4068 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
4069                                 struct attribute *attr,
4070                                 char *buf)
4071 {
4072         struct slab_attribute *attribute;
4073         struct kmem_cache *s;
4074         int err;
4075
4076         attribute = to_slab_attr(attr);
4077         s = to_slab(kobj);
4078
4079         if (!attribute->show)
4080                 return -EIO;
4081
4082         err = attribute->show(s, buf);
4083
4084         return err;
4085 }
4086
4087 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
4088                                 struct attribute *attr,
4089                                 const char *buf, size_t len)
4090 {
4091         struct slab_attribute *attribute;
4092         struct kmem_cache *s;
4093         int err;
4094
4095         attribute = to_slab_attr(attr);
4096         s = to_slab(kobj);
4097
4098         if (!attribute->store)
4099                 return -EIO;
4100
4101         err = attribute->store(s, buf, len);
4102
4103         return err;
4104 }
4105
4106 static void kmem_cache_release(struct kobject *kobj)
4107 {
4108         struct kmem_cache *s = to_slab(kobj);
4109
4110         kfree(s);
4111 }
4112
4113 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
4114         .show = slab_attr_show,
4115         .store = slab_attr_store,
4116 };
4117
4118 static struct kobj_type slab_ktype = {
4119         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
4120         .release = kmem_cache_release
4121 };
4122
4123 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
4124 {
4125         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
4126
4127         if (ktype == &slab_ktype)
4128                 return 1;
4129         return 0;
4130 }
4131
4132 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
4133         .filter = uevent_filter,
4134 };
4135
4136 static struct kset *slab_kset;
4137
4138 #define ID_STR_LENGTH 64
4139
4140 /* Create a unique string id for a slab cache:
4141  *
4142  * Format       :[flags-]size
4143  */
4144 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
4145 {
4146         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
4147         char *p = name;
4148
4149         BUG_ON(!name);