e0cf6213abc0fcfcd403c5d9ad0da079ad2214f9
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is frozen and exempt from list processing.
82  *                      This means that the slab is dedicated to a purpose
83  *                      such as satisfying allocations for a specific
84  *                      processor. Objects may be freed in the slab while
85  *                      it is frozen but slab_free will then skip the usual
86  *                      list operations. It is up to the processor holding
87  *                      the slab to integrate the slab into the slab lists
88  *                      when the slab is no longer needed.
89  *
90  *                      One use of this flag is to mark slabs that are
91  *                      used for allocations. Then such a slab becomes a cpu
92  *                      slab. The cpu slab may be equipped with an additional
93  *                      lockless_freelist that allows lockless access to
94  *                      free objects in addition to the regular freelist
95  *                      that requires the slab lock.
96  *
97  * PageError            Slab requires special handling due to debug
98  *                      options set. This moves slab handling out of
99  *                      the fast path and disables lockless freelists.
100  */
101
102 #define FROZEN (1 << PG_active)
103
104 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
105 #define SLABDEBUG (1 << PG_error)
106 #else
107 #define SLABDEBUG 0
108 #endif
109
110 static inline int SlabFrozen(struct page *page)
111 {
112         return page->flags & FROZEN;
113 }
114
115 static inline void SetSlabFrozen(struct page *page)
116 {
117         page->flags |= FROZEN;
118 }
119
120 static inline void ClearSlabFrozen(struct page *page)
121 {
122         page->flags &= ~FROZEN;
123 }
124
125 static inline int SlabDebug(struct page *page)
126 {
127         return page->flags & SLABDEBUG;
128 }
129
130 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
131 {
132         page->flags |= SLABDEBUG;
133 }
134
135 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
136 {
137         page->flags &= ~SLABDEBUG;
138 }
139
140 /*
141  * Issues still to be resolved:
142  *
143  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
144  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
145  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline, so at
146  *   max 16 cpus could compete for the cacheline which may be okay.
147  *
148  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
149  *
150  * - Variable sizing of the per node arrays
151  */
152
153 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
154 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
155
156 #if PAGE_SHIFT <= 12
157
158 /*
159  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
160  */
161 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
162 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
163
164 #else
165
166 /*
167  * Large page machines are customarily able to handle larger
168  * page orders.
169  */
170 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
171 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
172
173 #endif
174
175 /*
176  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
177  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
178  */
179 #define MIN_PARTIAL 2
180
181 /*
182  * Maximum number of desirable partial slabs.
183  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
184  * sort the partial list by the number of objects in the.
185  */
186 #define MAX_PARTIAL 10
187
188 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
189                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
190
191 /*
192  * Set of flags that will prevent slab merging
193  */
194 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
195                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
196
197 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
198                 SLAB_CACHE_DMA)
199
200 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
201 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
202 #endif
203
204 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
205 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
206 #endif
207
208 /* Internal SLUB flags */
209 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
210
211 /* Not all arches define cache_line_size */
212 #ifndef cache_line_size
213 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
214 #endif
215
216 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
217
218 #ifdef CONFIG_SMP
219 static struct notifier_block slab_notifier;
220 #endif
221
222 static enum {
223         DOWN,           /* No slab functionality available */
224         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
225         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
226         SYSFS           /* Sysfs up */
227 } slab_state = DOWN;
228
229 /* A list of all slab caches on the system */
230 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
231 LIST_HEAD(slab_caches);
232
233 /*
234  * Tracking user of a slab.
235  */
236 struct track {
237         void *addr;             /* Called from address */
238         int cpu;                /* Was running on cpu */
239         int pid;                /* Pid context */
240         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
241 };
242
243 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
244
245 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
246 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
247 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
248 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
249 #else
250 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
251 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
252 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
253 #endif
254
255 /********************************************************************
256  *                      Core slab cache functions
257  *******************************************************************/
258
259 int slab_is_available(void)
260 {
261         return slab_state >= UP;
262 }
263
264 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
265 {
266 #ifdef CONFIG_NUMA
267         return s->node[node];
268 #else
269         return &s->local_node;
270 #endif
271 }
272
273 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
274                                 struct page *page, const void *object)
275 {
276         void *base;
277
278         if (!object)
279                 return 1;
280
281         base = page_address(page);
282         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
283                 (object - base) % s->size) {
284                 return 0;
285         }
286
287         return 1;
288 }
289
290 /*
291  * Slow version of get and set free pointer.
292  *
293  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
294  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
295  * from the page struct.
296  */
297 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
298 {
299         return *(void **)(object + s->offset);
300 }
301
302 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
303 {
304         *(void **)(object + s->offset) = fp;
305 }
306
307 /* Loop over all objects in a slab */
308 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
309         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
310                         __p += (__s)->size)
311
312 /* Scan freelist */
313 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
314         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
315
316 /* Determine object index from a given position */
317 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
318 {
319         return (p - addr) / s->size;
320 }
321
322 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
323 /*
324  * Debug settings:
325  */
326 static int slub_debug;
327
328 static char *slub_debug_slabs;
329
330 /*
331  * Object debugging
332  */
333 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
334 {
335         int i, offset;
336         int newline = 1;
337         char ascii[17];
338
339         ascii[16] = 0;
340
341         for (i = 0; i < length; i++) {
342                 if (newline) {
343                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
344                         newline = 0;
345                 }
346                 printk(" %02x", addr[i]);
347                 offset = i % 16;
348                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
349                 if (offset == 15) {
350                         printk(" %s\n",ascii);
351                         newline = 1;
352                 }
353         }
354         if (!newline) {
355                 i %= 16;
356                 while (i < 16) {
357                         printk("   ");
358                         ascii[i] = ' ';
359                         i++;
360                 }
361                 printk(" %s\n", ascii);
362         }
363 }
364
365 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
366         enum track_item alloc)
367 {
368         struct track *p;
369
370         if (s->offset)
371                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
372         else
373                 p = object + s->inuse;
374
375         return p + alloc;
376 }
377
378 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
379                                 enum track_item alloc, void *addr)
380 {
381         struct track *p;
382
383         if (s->offset)
384                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
385         else
386                 p = object + s->inuse;
387
388         p += alloc;
389         if (addr) {
390                 p->addr = addr;
391                 p->cpu = smp_processor_id();
392                 p->pid = current ? current->pid : -1;
393                 p->when = jiffies;
394         } else
395                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
396 }
397
398 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
399 {
400         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
401                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
402                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
403         }
404 }
405
406 static void print_track(const char *s, struct track *t)
407 {
408         if (!t->addr)
409                 return;
410
411         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
412         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
413         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
414 }
415
416 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
417 {
418         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
419
420         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
421                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
422                         s->inuse - s->objsize);
423
424         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
425                         p + s->offset,
426                         get_freepointer(s, p));
427
428         if (s->offset)
429                 off = s->offset + sizeof(void *);
430         else
431                 off = s->inuse;
432
433         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
434                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
435                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
436                 off += 2 * sizeof(struct track);
437         }
438
439         if (off != s->size)
440                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
441                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
442 }
443
444 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
445                         u8 *object, char *reason)
446 {
447         u8 *addr = page_address(page);
448
449         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
450                         s->name, reason, object, page);
451         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
452                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
453         if (object > addr + 16)
454                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
455         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
456         print_trailer(s, object);
457         dump_stack();
458 }
459
460 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
461 {
462         va_list args;
463         char buf[100];
464
465         va_start(args, reason);
466         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
467         va_end(args);
468         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
469                 page);
470         dump_stack();
471 }
472
473 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
474 {
475         u8 *p = object;
476
477         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
478                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
479                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
480         }
481
482         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
483                 memset(p + s->objsize,
484                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
485                         s->inuse - s->objsize);
486 }
487
488 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
489 {
490         while (bytes) {
491                 if (*start != (u8)value)
492                         return 0;
493                 start++;
494                 bytes--;
495         }
496         return 1;
497 }
498
499 /*
500  * Object layout:
501  *
502  * object address
503  *      Bytes of the object to be managed.
504  *      If the freepointer may overlay the object then the free
505  *      pointer is the first word of the object.
506  *
507  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
508  *      0xa5 (POISON_END)
509  *
510  * object + s->objsize
511  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
512  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
513  *      objsize == inuse.
514  *
515  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
516  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
517  *
518  * object + s->inuse
519  *      Meta data starts here.
520  *
521  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
522  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
523  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
524  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
525  *              before the word boundary.
526  *
527  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
528  *
529  * object + s->size
530  *      Nothing is used beyond s->size.
531  *
532  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
533  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
534  * may be used with merged slabcaches.
535  */
536
537 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
538                                                 void *from, void *to)
539 {
540         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
541                 s->name, message, data, from, to - 1);
542         memset(from, data, to - from);
543 }
544
545 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
546 {
547         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
548
549         if (s->offset)
550                 /* Freepointer is placed after the object. */
551                 off += sizeof(void *);
552
553         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
554                 /* We also have user information there */
555                 off += 2 * sizeof(struct track);
556
557         if (s->size == off)
558                 return 1;
559
560         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
561                 return 1;
562
563         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
564
565         /*
566          * Restore padding
567          */
568         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
569         return 0;
570 }
571
572 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
573 {
574         u8 *p;
575         int length, remainder;
576
577         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
578                 return 1;
579
580         p = page_address(page);
581         length = s->objects * s->size;
582         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
583         if (!remainder)
584                 return 1;
585
586         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
587                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
588                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
589                         p + length + remainder);
590                 return 0;
591         }
592         return 1;
593 }
594
595 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
596                                         void *object, int active)
597 {
598         u8 *p = object;
599         u8 *endobject = object + s->objsize;
600
601         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
602                 unsigned int red =
603                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
604
605                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
606                         object_err(s, page, object,
607                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
608                         restore_bytes(s, "redzone", red,
609                                 endobject, object + s->inuse);
610                         return 0;
611                 }
612         } else {
613                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
614                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
615                                         s->inuse - s->objsize)) {
616                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
617                 /*
618                  * Fix it so that there will not be another report.
619                  *
620                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
621                  * to be longer than allowed.
622                  */
623                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
624                         endobject, object + s->inuse);
625                 }
626         }
627
628         if (s->flags & SLAB_POISON) {
629                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
630                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
631                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
632
633                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
634                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
635                                                 p, p + s->objsize -1);
636                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
637                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
638                         return 0;
639                 }
640                 /*
641                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
642                  */
643                 check_pad_bytes(s, page, p);
644         }
645
646         if (!s->offset && active)
647                 /*
648                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
649                  * freepointer while object is allocated.
650                  */
651                 return 1;
652
653         /* Check free pointer validity */
654         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
655                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
656                 /*
657                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
658                  * of the free objects in this slab. May cause
659                  * another error because the object count is now wrong.
660                  */
661                 set_freepointer(s, p, NULL);
662                 return 0;
663         }
664         return 1;
665 }
666
667 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
668 {
669         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
670
671         if (!PageSlab(page)) {
672                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
673                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
674                         page_count(page));
675                 return 0;
676         }
677         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
678                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
679                         "mapping=0x%p count=%d",
680                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
681                         page->flags,
682                         page->mapping,
683                         page_count(page));
684                 return 0;
685         }
686         if (page->inuse > s->objects) {
687                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
688                         "mapping=0x%p count=%d",
689                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
690                         page->mapping, page_count(page));
691                 return 0;
692         }
693         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
694         slab_pad_check(s, page);
695         return 1;
696 }
697
698 /*
699  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
700  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
701  */
702 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
703 {
704         int nr = 0;
705         void *fp = page->freelist;
706         void *object = NULL;
707
708         while (fp && nr <= s->objects) {
709                 if (fp == search)
710                         return 1;
711                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
712                         if (object) {
713                                 object_err(s, page, object,
714                                         "Freechain corrupt");
715                                 set_freepointer(s, object, NULL);
716                                 break;
717                         } else {
718                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
719                                                                         fp);
720                                 page->freelist = NULL;
721                                 page->inuse = s->objects;
722                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
723                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
724                                         s->name, page);
725                                 return 0;
726                         }
727                         break;
728                 }
729                 object = fp;
730                 fp = get_freepointer(s, object);
731                 nr++;
732         }
733
734         if (page->inuse != s->objects - nr) {
735                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
736                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
737                                                         s->objects - nr);
738                 page->inuse = s->objects - nr;
739                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
740                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
741         }
742         return search == NULL;
743 }
744
745 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
746 {
747         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
748                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
749                         s->name,
750                         alloc ? "alloc" : "free",
751                         object, page->inuse,
752                         page->freelist);
753
754                 if (!alloc)
755                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
756
757                 dump_stack();
758         }
759 }
760
761 /*
762  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
763  */
764 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
765 {
766         spin_lock(&n->list_lock);
767         list_add(&page->lru, &n->full);
768         spin_unlock(&n->list_lock);
769 }
770
771 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
772 {
773         struct kmem_cache_node *n;
774
775         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
776                 return;
777
778         n = get_node(s, page_to_nid(page));
779
780         spin_lock(&n->list_lock);
781         list_del(&page->lru);
782         spin_unlock(&n->list_lock);
783 }
784
785 static void setup_object_debug(struct kmem_cache *s, struct page *page,
786                                                                 void *object)
787 {
788         if (!(s->flags & (SLAB_STORE_USER|SLAB_RED_ZONE|__OBJECT_POISON)))
789                 return;
790
791         init_object(s, object, 0);
792         init_tracking(s, object);
793 }
794
795 static int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
796                                                 void *object, void *addr)
797 {
798         if (!check_slab(s, page))
799                 goto bad;
800
801         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
802                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
803                 goto bad;
804         }
805
806         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
807                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
808                 goto bad;
809         }
810
811         if (object && !check_object(s, page, object, 0))
812                 goto bad;
813
814         /* Success perform special debug activities for allocs */
815         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
816                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
817         trace(s, page, object, 1);
818         init_object(s, object, 1);
819         return 1;
820
821 bad:
822         if (PageSlab(page)) {
823                 /*
824                  * If this is a slab page then lets do the best we can
825                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
826                  * as used avoids touching the remaining objects.
827                  */
828                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
829                         s->name, page);
830                 page->inuse = s->objects;
831                 page->freelist = NULL;
832                 /* Fix up fields that may be corrupted */
833                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
834         }
835         return 0;
836 }
837
838 static int free_debug_processing(struct kmem_cache *s, struct page *page,
839                                                 void *object, void *addr)
840 {
841         if (!check_slab(s, page))
842                 goto fail;
843
844         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
845                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
846                 goto fail;
847         }
848
849         if (on_freelist(s, page, object)) {
850                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
851                 goto fail;
852         }
853
854         if (!check_object(s, page, object, 1))
855                 return 0;
856
857         if (unlikely(s != page->slab)) {
858                 if (!PageSlab(page))
859                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
860                                 "outside of slab", object);
861                 else
862                 if (!page->slab) {
863                         printk(KERN_ERR
864                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
865                                                 object);
866                         dump_stack();
867                 }
868                 else
869                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
870                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
871                 goto fail;
872         }
873
874         /* Special debug activities for freeing objects */
875         if (!SlabFrozen(page) && !page->freelist)
876                 remove_full(s, page);
877         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
878                 set_track(s, object, TRACK_FREE, addr);
879         trace(s, page, object, 0);
880         init_object(s, object, 0);
881         return 1;
882
883 fail:
884         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
885                 s->name, page, object);
886         return 0;
887 }
888
889 static int __init setup_slub_debug(char *str)
890 {
891         if (!str || *str != '=')
892                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
893         else {
894                 str++;
895                 if (*str == 0 || *str == ',')
896                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
897                 else
898                 for( ;*str && *str != ','; str++)
899                         switch (*str) {
900                         case 'f' : case 'F' :
901                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
902                                 break;
903                         case 'z' : case 'Z' :
904                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
905                                 break;
906                         case 'p' : case 'P' :
907                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
908                                 break;
909                         case 'u' : case 'U' :
910                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
911                                 break;
912                         case 't' : case 'T' :
913                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
914                                 break;
915                         default:
916                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
917                                         "unknown. skipped\n",*str);
918                         }
919         }
920
921         if (*str == ',')
922                 slub_debug_slabs = str + 1;
923         return 1;
924 }
925
926 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
927
928 static void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s)
929 {
930         /*
931          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
932          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
933          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
934          * object anymore.
935          *
936          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
937          * the limit is 512k.
938          *
939          * Debugging or ctor may create a need to move the free
940          * pointer. Fail if this happens.
941          */
942         if (s->objsize >= 65535 * sizeof(void *)) {
943                 BUG_ON(s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
944                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
945                 BUG_ON(s->ctor);
946         }
947         else
948                 /*
949                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
950                  */
951                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
952                     strncmp(slub_debug_slabs, s->name,
953                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
954                                 s->flags |= slub_debug;
955 }
956 #else
957 static inline void setup_object_debug(struct kmem_cache *s,
958                         struct page *page, void *object) {}
959
960 static inline int alloc_debug_processing(struct kmem_cache *s,
961         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
962
963 static inline int free_debug_processing(struct kmem_cache *s,
964         struct page *page, void *object, void *addr) { return 0; }
965
966 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
967                         { return 1; }
968 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
969                         void *object, int active) { return 1; }
970 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
971 static inline void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s) {}
972 #define slub_debug 0
973 #endif
974 /*
975  * Slab allocation and freeing
976  */
977 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
978 {
979         struct page * page;
980         int pages = 1 << s->order;
981
982         if (s->order)
983                 flags |= __GFP_COMP;
984
985         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
986                 flags |= SLUB_DMA;
987
988         if (node == -1)
989                 page = alloc_pages(flags, s->order);
990         else
991                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
992
993         if (!page)
994                 return NULL;
995
996         mod_zone_page_state(page_zone(page),
997                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
998                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
999                 pages);
1000
1001         return page;
1002 }
1003
1004 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1005                                 void *object)
1006 {
1007         setup_object_debug(s, page, object);
1008         if (unlikely(s->ctor))
1009                 s->ctor(object, s, 0);
1010 }
1011
1012 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1013 {
1014         struct page *page;
1015         struct kmem_cache_node *n;
1016         void *start;
1017         void *end;
1018         void *last;
1019         void *p;
1020
1021         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
1022
1023         if (flags & __GFP_WAIT)
1024                 local_irq_enable();
1025
1026         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
1027         if (!page)
1028                 goto out;
1029
1030         n = get_node(s, page_to_nid(page));
1031         if (n)
1032                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1033         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
1034         page->slab = s;
1035         page->flags |= 1 << PG_slab;
1036         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1037                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
1038                 SetSlabDebug(page);
1039
1040         start = page_address(page);
1041         end = start + s->objects * s->size;
1042
1043         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1044                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1045
1046         last = start;
1047         for_each_object(p, s, start) {
1048                 setup_object(s, page, last);
1049                 set_freepointer(s, last, p);
1050                 last = p;
1051         }
1052         setup_object(s, page, last);
1053         set_freepointer(s, last, NULL);
1054
1055         page->freelist = start;
1056         page->lockless_freelist = NULL;
1057         page->inuse = 0;
1058 out:
1059         if (flags & __GFP_WAIT)
1060                 local_irq_disable();
1061         return page;
1062 }
1063
1064 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1065 {
1066         int pages = 1 << s->order;
1067
1068         if (unlikely(SlabDebug(page))) {
1069                 void *p;
1070
1071                 slab_pad_check(s, page);
1072                 for_each_object(p, s, page_address(page))
1073                         check_object(s, page, p, 0);
1074         }
1075
1076         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1077                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1078                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1079                 - pages);
1080
1081         page->mapping = NULL;
1082         __free_pages(page, s->order);
1083 }
1084
1085 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1086 {
1087         struct page *page;
1088
1089         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1090         __free_slab(page->slab, page);
1091 }
1092
1093 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1094 {
1095         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1096                 /*
1097                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1098                  */
1099                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1100
1101                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1102         } else
1103                 __free_slab(s, page);
1104 }
1105
1106 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1107 {
1108         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1109
1110         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1111         reset_page_mapcount(page);
1112         ClearSlabDebug(page);
1113         __ClearPageSlab(page);
1114         free_slab(s, page);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Per slab locking using the pagelock
1119  */
1120 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1121 {
1122         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1123 }
1124
1125 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1126 {
1127         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1128 }
1129
1130 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1131 {
1132         int rc = 1;
1133
1134         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1135         return rc;
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Management of partially allocated slabs
1140  */
1141 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1142 {
1143         spin_lock(&n->list_lock);
1144         n->nr_partial++;
1145         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1146         spin_unlock(&n->list_lock);
1147 }
1148
1149 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1150 {
1151         spin_lock(&n->list_lock);
1152         n->nr_partial++;
1153         list_add(&page->lru, &n->partial);
1154         spin_unlock(&n->list_lock);
1155 }
1156
1157 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1158                                                 struct page *page)
1159 {
1160         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1161
1162         spin_lock(&n->list_lock);
1163         list_del(&page->lru);
1164         n->nr_partial--;
1165         spin_unlock(&n->list_lock);
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Lock slab and remove from the partial list.
1170  *
1171  * Must hold list_lock.
1172  */
1173 static inline int lock_and_freeze_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1174 {
1175         if (slab_trylock(page)) {
1176                 list_del(&page->lru);
1177                 n->nr_partial--;
1178                 SetSlabFrozen(page);
1179                 return 1;
1180         }
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1186  */
1187 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1188 {
1189         struct page *page;
1190
1191         /*
1192          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1193          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1194          * partial slab and there is none available then get_partials()
1195          * will return NULL.
1196          */
1197         if (!n || !n->nr_partial)
1198                 return NULL;
1199
1200         spin_lock(&n->list_lock);
1201         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1202                 if (lock_and_freeze_slab(n, page))
1203                         goto out;
1204         page = NULL;
1205 out:
1206         spin_unlock(&n->list_lock);
1207         return page;
1208 }
1209
1210 /*
1211  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1212  */
1213 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1214 {
1215 #ifdef CONFIG_NUMA
1216         struct zonelist *zonelist;
1217         struct zone **z;
1218         struct page *page;
1219
1220         /*
1221          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1222          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1223          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1224          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1225          *
1226          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1227          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1228          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1229          * from other nodes and filled up.
1230          *
1231          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1232          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1233          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1234          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1235          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1236          * with available objects.
1237          */
1238         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1239                 return NULL;
1240
1241         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1242                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1243         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1244                 struct kmem_cache_node *n;
1245
1246                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1247
1248                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1249                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1250                         page = get_partial_node(n);
1251                         if (page)
1252                                 return page;
1253                 }
1254         }
1255 #endif
1256         return NULL;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Get a partial page, lock it and return it.
1261  */
1262 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1263 {
1264         struct page *page;
1265         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1266
1267         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1268         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1269                 return page;
1270
1271         return get_any_partial(s, flags);
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Move a page back to the lists.
1276  *
1277  * Must be called with the slab lock held.
1278  *
1279  * On exit the slab lock will have been dropped.
1280  */
1281 static void unfreeze_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1282 {
1283         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1284
1285         ClearSlabFrozen(page);
1286         if (page->inuse) {
1287
1288                 if (page->freelist)
1289                         add_partial(n, page);
1290                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1291                         add_full(n, page);
1292                 slab_unlock(page);
1293
1294         } else {
1295                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1296                         /*
1297                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1298                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1299                          * to come after the other slabs with objects in
1300                          * order to fill them up. That way the size of the
1301                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1302                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1303                          */
1304                         add_partial_tail(n, page);
1305                         slab_unlock(page);
1306                 } else {
1307                         slab_unlock(page);
1308                         discard_slab(s, page);
1309                 }
1310         }
1311 }
1312
1313 /*
1314  * Remove the cpu slab
1315  */
1316 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1317 {
1318         /*
1319          * Merge cpu freelist into freelist. Typically we get here
1320          * because both freelists are empty. So this is unlikely
1321          * to occur.
1322          */
1323         while (unlikely(page->lockless_freelist)) {
1324                 void **object;
1325
1326                 /* Retrieve object from cpu_freelist */
1327                 object = page->lockless_freelist;
1328                 page->lockless_freelist = page->lockless_freelist[page->offset];
1329
1330                 /* And put onto the regular freelist */
1331                 object[page->offset] = page->freelist;
1332                 page->freelist = object;
1333                 page->inuse--;
1334         }
1335         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1336         unfreeze_slab(s, page);
1337 }
1338
1339 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1340 {
1341         slab_lock(page);
1342         deactivate_slab(s, page, cpu);
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Flush cpu slab.
1347  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1348  */
1349 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1350 {
1351         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1352
1353         if (likely(page))
1354                 flush_slab(s, page, cpu);
1355 }
1356
1357 static void flush_cpu_slab(void *d)
1358 {
1359         struct kmem_cache *s = d;
1360         int cpu = smp_processor_id();
1361
1362         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1363 }
1364
1365 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1366 {
1367 #ifdef CONFIG_SMP
1368         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1369 #else
1370         unsigned long flags;
1371
1372         local_irq_save(flags);
1373         flush_cpu_slab(s);
1374         local_irq_restore(flags);
1375 #endif
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Slow path. The lockless freelist is empty or we need to perform
1380  * debugging duties.
1381  *
1382  * Interrupts are disabled.
1383  *
1384  * Processing is still very fast if new objects have been freed to the
1385  * regular freelist. In that case we simply take over the regular freelist
1386  * as the lockless freelist and zap the regular freelist.
1387  *
1388  * If that is not working then we fall back to the partial lists. We take the
1389  * first element of the freelist as the object to allocate now and move the
1390  * rest of the freelist to the lockless freelist.
1391  *
1392  * And if we were unable to get a new slab from the partial slab lists then
1393  * we need to allocate a new slab. This is slowest path since we may sleep.
1394  */
1395 static void *__slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1396                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr, struct page *page)
1397 {
1398         void **object;
1399         int cpu = smp_processor_id();
1400
1401         if (!page)
1402                 goto new_slab;
1403
1404         slab_lock(page);
1405         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1406                 goto another_slab;
1407 load_freelist:
1408         object = page->freelist;
1409         if (unlikely(!object))
1410                 goto another_slab;
1411         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1412                 goto debug;
1413
1414         object = page->freelist;
1415         page->lockless_freelist = object[page->offset];
1416         page->inuse = s->objects;
1417         page->freelist = NULL;
1418         slab_unlock(page);
1419         return object;
1420
1421 another_slab:
1422         deactivate_slab(s, page, cpu);
1423
1424 new_slab:
1425         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1426         if (page) {
1427                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1428                 goto load_freelist;
1429         }
1430
1431         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1432         if (page) {
1433                 cpu = smp_processor_id();
1434                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1435                         /*
1436                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1437                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1438                          * on another cpu. The page may not be on the
1439                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1440                          * specified. So we need to recheck.
1441                          */
1442                         if (node == -1 ||
1443                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1444                                 /*
1445                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1446                                  * want the current one since its cache hot
1447                                  */
1448                                 discard_slab(s, page);
1449                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1450                                 slab_lock(page);
1451                                 goto load_freelist;
1452                         }
1453                         /* New slab does not fit our expectations */
1454                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1455                 }
1456                 slab_lock(page);
1457                 SetSlabFrozen(page);
1458                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1459                 goto load_freelist;
1460         }
1461         return NULL;
1462 debug:
1463         object = page->freelist;
1464         if (!alloc_debug_processing(s, page, object, addr))
1465                 goto another_slab;
1466
1467         page->inuse++;
1468         page->freelist = object[page->offset];
1469         slab_unlock(page);
1470         return object;
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Inlined fastpath so that allocation functions (kmalloc, kmem_cache_alloc)
1475  * have the fastpath folded into their functions. So no function call
1476  * overhead for requests that can be satisfied on the fastpath.
1477  *
1478  * The fastpath works by first checking if the lockless freelist can be used.
1479  * If not then __slab_alloc is called for slow processing.
1480  *
1481  * Otherwise we can simply pick the next object from the lockless free list.
1482  */
1483 static void __always_inline *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1484                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1485 {
1486         struct page *page;
1487         void **object;
1488         unsigned long flags;
1489
1490         local_irq_save(flags);
1491         page = s->cpu_slab[smp_processor_id()];
1492         if (unlikely(!page || !page->lockless_freelist ||
1493                         (node != -1 && page_to_nid(page) != node)))
1494
1495                 object = __slab_alloc(s, gfpflags, node, addr, page);
1496
1497         else {
1498                 object = page->lockless_freelist;
1499                 page->lockless_freelist = object[page->offset];
1500         }
1501         local_irq_restore(flags);
1502         return object;
1503 }
1504
1505 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1506 {
1507         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1508 }
1509 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1510
1511 #ifdef CONFIG_NUMA
1512 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1513 {
1514         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1517 #endif
1518
1519 /*
1520  * Slow patch handling. This may still be called frequently since objects
1521  * have a longer lifetime than the cpu slabs in most processing loads.
1522  *
1523  * So we still attempt to reduce cache line usage. Just take the slab
1524  * lock and free the item. If there is no additional partial page
1525  * handling required then we can return immediately.
1526  */
1527 static void __slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1528                                         void *x, void *addr)
1529 {
1530         void *prior;
1531         void **object = (void *)x;
1532
1533         slab_lock(page);
1534
1535         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1536                 goto debug;
1537 checks_ok:
1538         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1539         page->freelist = object;
1540         page->inuse--;
1541
1542         if (unlikely(SlabFrozen(page)))
1543                 goto out_unlock;
1544
1545         if (unlikely(!page->inuse))
1546                 goto slab_empty;
1547
1548         /*
1549          * Objects left in the slab. If it
1550          * was not on the partial list before
1551          * then add it.
1552          */
1553         if (unlikely(!prior))
1554                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1555
1556 out_unlock:
1557         slab_unlock(page);
1558         return;
1559
1560 slab_empty:
1561         if (prior)
1562                 /*
1563                  * Slab still on the partial list.
1564                  */
1565                 remove_partial(s, page);
1566
1567         slab_unlock(page);
1568         discard_slab(s, page);
1569         return;
1570
1571 debug:
1572         if (!free_debug_processing(s, page, x, addr))
1573                 goto out_unlock;
1574         goto checks_ok;
1575 }
1576
1577 /*
1578  * Fastpath with forced inlining to produce a kfree and kmem_cache_free that
1579  * can perform fastpath freeing without additional function calls.
1580  *
1581  * The fastpath is only possible if we are freeing to the current cpu slab
1582  * of this processor. This typically the case if we have just allocated
1583  * the item before.
1584  *
1585  * If fastpath is not possible then fall back to __slab_free where we deal
1586  * with all sorts of special processing.
1587  */
1588 static void __always_inline slab_free(struct kmem_cache *s,
1589                         struct page *page, void *x, void *addr)
1590 {
1591         void **object = (void *)x;
1592         unsigned long flags;
1593
1594         local_irq_save(flags);
1595         if (likely(page == s->cpu_slab[smp_processor_id()] &&
1596                                                 !SlabDebug(page))) {
1597                 object[page->offset] = page->lockless_freelist;
1598                 page->lockless_freelist = object;
1599         } else
1600                 __slab_free(s, page, x, addr);
1601
1602         local_irq_restore(flags);
1603 }
1604
1605 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1606 {
1607         struct page *page;
1608
1609         page = virt_to_head_page(x);
1610
1611         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1612 }
1613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1614
1615 /* Figure out on which slab object the object resides */
1616 static struct page *get_object_page(const void *x)
1617 {
1618         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1619
1620         if (!PageSlab(page))
1621                 return NULL;
1622
1623         return page;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1628  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1629  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1630  * another.
1631  *
1632  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1633  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1634  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1635  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1636  * locking overhead.
1637  */
1638
1639 /*
1640  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1641  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1642  * and increases the number of allocations possible without having to
1643  * take the list_lock.
1644  */
1645 static int slub_min_order;
1646 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1647 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1648
1649 /*
1650  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1651  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1652  */
1653 static int slub_nomerge;
1654
1655 /*
1656  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1657  *
1658  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1659  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1660  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1661  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1662  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1663  * would be wasted.
1664  *
1665  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1666  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1667  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1668  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1669  *
1670  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1671  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1672  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1673  * of space in favor of a small page order.
1674  *
1675  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1676  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1677  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1678  * the smallest order which will fit the object.
1679  */
1680 static inline int slab_order(int size, int min_objects,
1681                                 int max_order, int fract_leftover)
1682 {
1683         int order;
1684         int rem;
1685
1686         for (order = max(slub_min_order,
1687                                 fls(min_objects * size - 1) - PAGE_SHIFT);
1688                         order <= max_order; order++) {
1689
1690                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1691
1692                 if (slab_size < min_objects * size)
1693                         continue;
1694
1695                 rem = slab_size % size;
1696
1697                 if (rem <= slab_size / fract_leftover)
1698                         break;
1699
1700         }
1701
1702         return order;
1703 }
1704
1705 static inline int calculate_order(int size)
1706 {
1707         int order;
1708         int min_objects;
1709         int fraction;
1710
1711         /*
1712          * Attempt to find best configuration for a slab. This
1713          * works by first attempting to generate a layout with
1714          * the best configuration and backing off gradually.
1715          *
1716          * First we reduce the acceptable waste in a slab. Then
1717          * we reduce the minimum objects required in a slab.
1718          */
1719         min_objects = slub_min_objects;
1720         while (min_objects > 1) {
1721                 fraction = 8;
1722                 while (fraction >= 4) {
1723                         order = slab_order(size, min_objects,
1724                                                 slub_max_order, fraction);
1725                         if (order <= slub_max_order)
1726                                 return order;
1727                         fraction /= 2;
1728                 }
1729                 min_objects /= 2;
1730         }
1731
1732         /*
1733          * We were unable to place multiple objects in a slab. Now
1734          * lets see if we can place a single object there.
1735          */
1736         order = slab_order(size, 1, slub_max_order, 1);
1737         if (order <= slub_max_order)
1738                 return order;
1739
1740         /*
1741          * Doh this slab cannot be placed using slub_max_order.
1742          */
1743         order = slab_order(size, 1, MAX_ORDER, 1);
1744         if (order <= MAX_ORDER)
1745                 return order;
1746         return -ENOSYS;
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1751  */
1752 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1753                 unsigned long align, unsigned long size)
1754 {
1755         /*
1756          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1757          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1758          * large.
1759          *
1760          * The hardware cache alignment cannot override the
1761          * specified alignment though. If that is greater
1762          * then use it.
1763          */
1764         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1765                         size > cache_line_size() / 2)
1766                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1767
1768         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1769                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1770
1771         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1772 }
1773
1774 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1775 {
1776         n->nr_partial = 0;
1777         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1778         spin_lock_init(&n->list_lock);
1779         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1780         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1781 }
1782
1783 #ifdef CONFIG_NUMA
1784 /*
1785  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1786  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1787  * possible.
1788  *
1789  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1790  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1791  */
1792 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1793                                                                 int node)
1794 {
1795         struct page *page;
1796         struct kmem_cache_node *n;
1797
1798         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1799
1800         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1801
1802         BUG_ON(!page);
1803         n = page->freelist;
1804         BUG_ON(!n);
1805         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1806         page->inuse++;
1807         kmalloc_caches->node[node] = n;
1808         setup_object_debug(kmalloc_caches, page, n);
1809         init_kmem_cache_node(n);
1810         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1811         add_partial(n, page);
1812
1813         /*
1814          * new_slab() disables interupts. If we do not reenable interrupts here
1815          * then bootup would continue with interrupts disabled.
1816          */
1817         local_irq_enable();
1818         return n;
1819 }
1820
1821 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1822 {
1823         int node;
1824
1825         for_each_online_node(node) {
1826                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1827                 if (n && n != &s->local_node)
1828                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1829                 s->node[node] = NULL;
1830         }
1831 }
1832
1833 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1834 {
1835         int node;
1836         int local_node;
1837
1838         if (slab_state >= UP)
1839                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1840         else
1841                 local_node = 0;
1842
1843         for_each_online_node(node) {
1844                 struct kmem_cache_node *n;
1845
1846                 if (local_node == node)
1847                         n = &s->local_node;
1848                 else {
1849                         if (slab_state == DOWN) {
1850                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1851                                                                 node);
1852                                 continue;
1853                         }
1854                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1855                                                         gfpflags, node);
1856
1857                         if (!n) {
1858                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1859                                 return 0;
1860                         }
1861
1862                 }
1863                 s->node[node] = n;
1864                 init_kmem_cache_node(n);
1865         }
1866         return 1;
1867 }
1868 #else
1869 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1870 {
1871 }
1872
1873 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1874 {
1875         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1876         return 1;
1877 }
1878 #endif
1879
1880 /*
1881  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1882  * a slab object.
1883  */
1884 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1885 {
1886         unsigned long flags = s->flags;
1887         unsigned long size = s->objsize;
1888         unsigned long align = s->align;
1889
1890         /*
1891          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1892          * the slab may touch the object after free or before allocation
1893          * then we should never poison the object itself.
1894          */
1895         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1896                         !s->ctor)
1897                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1898         else
1899                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1900
1901         /*
1902          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1903          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1904          * the possible location of the free pointer.
1905          */
1906         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1907
1908 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1909         /*
1910          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
1911          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1912          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
1913          */
1914         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1915                 size += sizeof(void *);
1916 #endif
1917
1918         /*
1919          * With that we have determined the number of bytes in actual use
1920          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
1921          */
1922         s->inuse = size;
1923
1924         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1925                 s->ctor)) {
1926                 /*
1927                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1928                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1929                  * kmem_cache_free.
1930                  *
1931                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1932                  * destructor or are poisoning the objects.
1933                  */
1934                 s->offset = size;
1935                 size += sizeof(void *);
1936         }
1937
1938 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1939         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1940                 /*
1941                  * Need to store information about allocs and frees after
1942                  * the object.
1943                  */
1944                 size += 2 * sizeof(struct track);
1945
1946         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1947                 /*
1948                  * Add some empty padding so that we can catch
1949                  * overwrites from earlier objects rather than let
1950                  * tracking information or the free pointer be
1951                  * corrupted if an user writes before the start
1952                  * of the object.
1953                  */
1954                 size += sizeof(void *);
1955 #endif
1956
1957         /*
1958          * Determine the alignment based on various parameters that the
1959          * user specified and the dynamic determination of cache line size
1960          * on bootup.
1961          */
1962         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1963
1964         /*
1965          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1966          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1967          * each object to conform to the alignment.
1968          */
1969         size = ALIGN(size, align);
1970         s->size = size;
1971
1972         s->order = calculate_order(size);
1973         if (s->order < 0)
1974                 return 0;
1975
1976         /*
1977          * Determine the number of objects per slab
1978          */
1979         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1980
1981         /*
1982          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1983          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1984          * more than 64k objects per slab.
1985          */
1986         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1987                 return 0;
1988         return 1;
1989
1990 }
1991
1992 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1993                 const char *name, size_t size,
1994                 size_t align, unsigned long flags,
1995                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1996 {
1997         memset(s, 0, kmem_size);
1998         s->name = name;
1999         s->ctor = ctor;
2000         s->objsize = size;
2001         s->flags = flags;
2002         s->align = align;
2003         kmem_cache_open_debug_check(s);
2004
2005         if (!calculate_sizes(s))
2006                 goto error;
2007
2008         s->refcount = 1;
2009 #ifdef CONFIG_NUMA
2010         s->defrag_ratio = 100;
2011 #endif
2012
2013         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
2014                 return 1;
2015 error:
2016         if (flags & SLAB_PANIC)
2017                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
2018                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
2019                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
2020                         s->offset, flags);
2021         return 0;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Check if a given pointer is valid
2026  */
2027 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
2028 {
2029         struct page * page;
2030
2031         page = get_object_page(object);
2032
2033         if (!page || s != page->slab)
2034                 /* No slab or wrong slab */
2035                 return 0;
2036
2037         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
2038                 return 0;
2039
2040         /*
2041          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
2042          * But this would be too expensive and it seems that the main
2043          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
2044          * to a certain slab.
2045          */
2046         return 1;
2047 }
2048 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
2049
2050 /*
2051  * Determine the size of a slab object
2052  */
2053 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
2054 {
2055         return s->objsize;
2056 }
2057 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2058
2059 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
2060 {
2061         return s->name;
2062 }
2063 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
2064
2065 /*
2066  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
2067  * were unable to free.
2068  */
2069 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
2070                         struct list_head *list)
2071 {
2072         int slabs_inuse = 0;
2073         unsigned long flags;
2074         struct page *page, *h;
2075
2076         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2077         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
2078                 if (!page->inuse) {
2079                         list_del(&page->lru);
2080                         discard_slab(s, page);
2081                 } else
2082                         slabs_inuse++;
2083         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2084         return slabs_inuse;
2085 }
2086
2087 /*
2088  * Release all resources used by a slab cache.
2089  */
2090 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
2091 {
2092         int node;
2093
2094         flush_all(s);
2095
2096         /* Attempt to free all objects */
2097         for_each_online_node(node) {
2098                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2099
2100                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
2101                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2102                         return 1;
2103         }
2104         free_kmem_cache_nodes(s);
2105         return 0;
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Close a cache and release the kmem_cache structure
2110  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
2111  */
2112 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
2113 {
2114         down_write(&slub_lock);
2115         s->refcount--;
2116         if (!s->refcount) {
2117                 list_del(&s->list);
2118                 if (kmem_cache_close(s))
2119                         WARN_ON(1);
2120                 sysfs_slab_remove(s);
2121                 kfree(s);
2122         }
2123         up_write(&slub_lock);
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2126
2127 /********************************************************************
2128  *              Kmalloc subsystem
2129  *******************************************************************/
2130
2131 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
2132 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
2133
2134 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2135 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
2136 #endif
2137
2138 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
2139 {
2140         get_option (&str, &slub_min_order);
2141
2142         return 1;
2143 }
2144
2145 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2146
2147 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2148 {
2149         get_option (&str, &slub_max_order);
2150
2151         return 1;
2152 }
2153
2154 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2155
2156 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2157 {
2158         get_option (&str, &slub_min_objects);
2159
2160         return 1;
2161 }
2162
2163 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2164
2165 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2166 {
2167         slub_nomerge = 1;
2168         return 1;
2169 }
2170
2171 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2172
2173 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2174                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2175 {
2176         unsigned int flags = 0;
2177
2178         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2179                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2180
2181         down_write(&slub_lock);
2182         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2183                         flags, NULL))
2184                 goto panic;
2185
2186         list_add(&s->list, &slab_caches);
2187         up_write(&slub_lock);
2188         if (sysfs_slab_add(s))
2189                 goto panic;
2190         return s;
2191
2192 panic:
2193         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2194 }
2195
2196 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2197 {
2198         int index = kmalloc_index(size);
2199
2200         if (!index)
2201                 return NULL;
2202
2203         /* Allocation too large? */
2204         BUG_ON(index < 0);
2205
2206 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2207         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2208                 struct kmem_cache *s;
2209                 struct kmem_cache *x;
2210                 char *text;
2211                 size_t realsize;
2212
2213                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2214                 if (s)
2215                         return s;
2216
2217                 /* Dynamically create dma cache */
2218                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2219                 if (!x)
2220                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2221
2222                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2223                         realsize = 1 << index;
2224                 else {
2225                         if (index == 1)
2226                                 realsize = 96;
2227                         else
2228                                 realsize = 192;
2229                 }
2230
2231                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2232                                 (unsigned int)realsize);
2233                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2234                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2235                 return s;
2236         }
2237 #endif
2238         return &kmalloc_caches[index];
2239 }
2240
2241 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2242 {
2243         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2244
2245         if (s)
2246                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2247         return ZERO_SIZE_PTR;
2248 }
2249 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2250
2251 #ifdef CONFIG_NUMA
2252 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2253 {
2254         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2255
2256         if (s)
2257                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2258         return ZERO_SIZE_PTR;
2259 }
2260 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2261 #endif
2262
2263 size_t ksize(const void *object)
2264 {
2265         struct page *page;
2266         struct kmem_cache *s;
2267
2268         if (object == ZERO_SIZE_PTR)
2269                 return 0;
2270
2271         page = get_object_page(object);
2272         BUG_ON(!page);
2273         s = page->slab;
2274         BUG_ON(!s);
2275
2276         /*
2277          * Debugging requires use of the padding between object
2278          * and whatever may come after it.
2279          */
2280         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2281                 return s->objsize;
2282
2283         /*
2284          * If we have the need to store the freelist pointer
2285          * back there or track user information then we can
2286          * only use the space before that information.
2287          */
2288         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2289                 return s->inuse;
2290
2291         /*
2292          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2293          */
2294         return s->size;
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2297
2298 void kfree(const void *x)
2299 {
2300         struct kmem_cache *s;
2301         struct page *page;
2302
2303         /*
2304          * This has to be an unsigned comparison. According to Linus
2305          * some gcc version treat a pointer as a signed entity. Then
2306          * this comparison would be true for all "negative" pointers
2307          * (which would cover the whole upper half of the address space).
2308          */
2309         if ((unsigned long)x <= (unsigned long)ZERO_SIZE_PTR)
2310                 return;
2311
2312         page = virt_to_head_page(x);
2313         s = page->slab;
2314
2315         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2316 }
2317 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2318
2319 /*
2320  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2321  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2322  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2323  * and thus they can be removed from the partial lists.
2324  *
2325  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2326  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2327  * are freed in them.
2328  */
2329 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2330 {
2331         int node;
2332         int i;
2333         struct kmem_cache_node *n;
2334         struct page *page;
2335         struct page *t;
2336         struct list_head *slabs_by_inuse =
2337                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2338         unsigned long flags;
2339
2340         if (!slabs_by_inuse)
2341                 return -ENOMEM;
2342
2343         flush_all(s);
2344         for_each_online_node(node) {
2345                 n = get_node(s, node);
2346
2347                 if (!n->nr_partial)
2348                         continue;
2349
2350                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2351                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2352
2353                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2354
2355                 /*
2356                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2357                  *
2358                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2359                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2360                  */
2361                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2362                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2363                                 /*
2364                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2365                                  * may have freed the last object and be
2366                                  * waiting to release the slab.
2367                                  */
2368                                 list_del(&page->lru);
2369                                 n->nr_partial--;
2370                                 slab_unlock(page);
2371                                 discard_slab(s, page);
2372                         } else {
2373                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2374                                         list_move(&page->lru,
2375                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2376                         }
2377                 }
2378
2379                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2380                         goto out;
2381
2382                 /*
2383                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2384                  * first and the least used slabs at the end.
2385                  */
2386                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2387                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2388
2389         out:
2390                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2391         }
2392
2393         kfree(slabs_by_inuse);
2394         return 0;
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2397
2398 /**
2399  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2400  * @p: object to reallocate memory for.
2401  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2402  * @flags: the type of memory to allocate.
2403  *
2404  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2405  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2406  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2407  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2408  */
2409 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2410 {
2411         void *ret;
2412         size_t ks;
2413
2414         if (unlikely(!p || p == ZERO_SIZE_PTR))
2415                 return kmalloc(new_size, flags);
2416
2417         if (unlikely(!new_size)) {
2418                 kfree(p);
2419                 return ZERO_SIZE_PTR;
2420         }
2421
2422         ks = ksize(p);
2423         if (ks >= new_size)
2424                 return (void *)p;
2425
2426         ret = kmalloc(new_size, flags);
2427         if (ret) {
2428                 memcpy(ret, p, min(new_size, ks));
2429                 kfree(p);
2430         }
2431         return ret;
2432 }
2433 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2434
2435 /********************************************************************
2436  *                      Basic setup of slabs
2437  *******************************************************************/
2438
2439 void __init kmem_cache_init(void)
2440 {
2441         int i;
2442         int caches = 0;
2443
2444 #ifdef CONFIG_NUMA
2445         /*
2446          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2447          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2448          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2449          */
2450         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2451                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2452         kmalloc_caches[0].refcount = -1;
2453         caches++;
2454 #endif
2455
2456         /* Able to allocate the per node structures */
2457         slab_state = PARTIAL;
2458
2459         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2460         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 64) {
2461                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2462                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2463                 caches++;
2464         }
2465         if (KMALLOC_MIN_SIZE <= 128) {
2466                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2467                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2468                 caches++;
2469         }
2470
2471         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
2472                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2473                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2474                 caches++;
2475         }
2476
2477         slab_state = UP;
2478
2479         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2480         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2481                 kmalloc_caches[i]. name =
2482                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2483
2484 #ifdef CONFIG_SMP
2485         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2486 #endif
2487
2488         kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab) +
2489                                 nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2490
2491         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2492                 " CPUs=%d, Nodes=%d\n",
2493                 caches, cache_line_size(),
2494                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2495                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Find a mergeable slab cache
2500  */
2501 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2502 {
2503         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2504                 return 1;
2505
2506         if (s->ctor)
2507                 return 1;
2508
2509         /*
2510          * We may have set a slab to be unmergeable during bootstrap.
2511          */
2512         if (s->refcount < 0)
2513                 return 1;
2514
2515         return 0;
2516 }
2517
2518 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2519                 size_t align, unsigned long flags,
2520                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2521 {
2522         struct list_head *h;
2523
2524         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2525                 return NULL;
2526
2527         if (ctor)
2528                 return NULL;
2529
2530         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2531         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2532         size = ALIGN(size, align);
2533
2534         list_for_each(h, &slab_caches) {
2535                 struct kmem_cache *s =
2536                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2537
2538                 if (slab_unmergeable(s))
2539                         continue;
2540
2541                 if (size > s->size)
2542                         continue;
2543
2544                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2545                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2546                                 continue;
2547                 /*
2548                  * Check if alignment is compatible.
2549                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2550                  */
2551                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2552                         continue;
2553
2554                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2555                         continue;
2556
2557                 return s;
2558         }
2559         return NULL;
2560 }
2561
2562 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2563                 size_t align, unsigned long flags,
2564                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2565                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2566 {
2567         struct kmem_cache *s;
2568
2569         BUG_ON(dtor);
2570         down_write(&slub_lock);
2571         s = find_mergeable(size, align, flags, ctor);
2572         if (s) {
2573                 s->refcount++;
2574                 /*
2575                  * Adjust the object sizes so that we clear
2576                  * the complete object on kzalloc.
2577                  */
2578                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2579                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2580                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2581                         goto err;
2582         } else {
2583                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2584                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2585                                 size, align, flags, ctor)) {
2586                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2587                                 kfree(s);
2588                                 goto err;
2589                         }
2590                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2591                 } else
2592                         kfree(s);
2593         }
2594         up_write(&slub_lock);
2595         return s;
2596
2597 err:
2598         up_write(&slub_lock);
2599         if (flags & SLAB_PANIC)
2600                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2601         else
2602                 s = NULL;
2603         return s;
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2606
2607 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2608 {
2609         void *x;
2610
2611         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2612         if (x)
2613                 memset(x, 0, s->objsize);
2614         return x;
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2617
2618 #ifdef CONFIG_SMP
2619 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2620 {
2621         struct list_head *h;
2622
2623         down_read(&slub_lock);
2624         list_for_each(h, &slab_caches) {
2625                 struct kmem_cache *s =
2626                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2627
2628                 func(s, cpu);
2629         }
2630         up_read(&slub_lock);
2631 }
2632
2633 /*
2634  * Version of __flush_cpu_slab for the case that interrupts
2635  * are enabled.
2636  */
2637 static void cpu_slab_flush(struct kmem_cache *s, int cpu)
2638 {
2639         unsigned long flags;
2640
2641         local_irq_save(flags);
2642         __flush_cpu_slab(s, cpu);
2643         local_irq_restore(flags);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2648  * necessary.
2649  */
2650 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2651                 unsigned long action, void *hcpu)
2652 {
2653         long cpu = (long)hcpu;
2654
2655         switch (action) {
2656         case CPU_UP_CANCELED:
2657         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
2658         case CPU_DEAD:
2659         case CPU_DEAD_FROZEN:
2660                 for_all_slabs(cpu_slab_flush, cpu);
2661                 break;
2662         default:
2663                 break;
2664         }
2665         return NOTIFY_OK;
2666 }
2667
2668 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2669         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2670
2671 #endif
2672
2673 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2674 {
2675         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2676
2677         if (!s)
2678                 return ZERO_SIZE_PTR;
2679
2680         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2681 }
2682
2683 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2684                                         int node, void *caller)
2685 {
2686         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2687
2688         if (!s)
2689                 return ZERO_SIZE_PTR;
2690
2691         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2692 }
2693
2694 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2695 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2696 {
2697         void *p;
2698         void *addr = page_address(page);
2699         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2700
2701         if (!check_slab(s, page) ||
2702                         !on_freelist(s, page, NULL))
2703                 return 0;
2704
2705         /* Now we know that a valid freelist exists */
2706         bitmap_zero(map, s->objects);
2707
2708         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2709                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2710                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2711                         return 0;
2712         }
2713
2714         for_each_object(p, s, addr)
2715                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2716                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2717                                 return 0;
2718         return 1;
2719 }
2720
2721 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2722 {
2723         if (slab_trylock(page)) {
2724                 validate_slab(s, page);
2725                 slab_unlock(page);
2726         } else
2727                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2728                         s->name, page);
2729
2730         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2731                 if (!SlabDebug(page))
2732                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
2733                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2734         } else {
2735                 if (SlabDebug(page))
2736                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
2737                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2738         }
2739 }
2740
2741 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2742 {
2743         unsigned long count = 0;
2744         struct page *page;
2745         unsigned long flags;
2746
2747         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2748
2749         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2750                 validate_slab_slab(s, page);
2751                 count++;
2752         }
2753         if (count != n->nr_partial)
2754                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2755                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2756
2757         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2758                 goto out;
2759
2760         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2761                 validate_slab_slab(s, page);
2762                 count++;
2763         }
2764         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2765                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2766                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2767                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2768
2769 out:
2770         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2771         return count;
2772 }
2773
2774 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2775 {
2776         int node;
2777         unsigned long count = 0;
2778
2779         flush_all(s);
2780         for_each_online_node(node) {
2781                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2782
2783                 count += validate_slab_node(s, n);
2784         }
2785         return count;
2786 }
2787
2788 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2789 static void resiliency_test(void)
2790 {
2791         u8 *p;
2792
2793         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2794         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2795         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2796
2797         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2798         p[16] = 0x12;
2799         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2800                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2801
2802         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2803
2804         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2805         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2806         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2807         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2808                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2809         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2810
2811         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2812         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2813         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2814         *p = 0x56;
2815         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2816                                                                         p);
2817         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2818         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2819
2820         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2821         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2822         kfree(p);
2823         *p = 0x78;
2824         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2825         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2826
2827         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2828         kfree(p);
2829         p[50] = 0x9a;
2830         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2831         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2832
2833         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2834         kfree(p);
2835         p[512] = 0xab;
2836         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2837         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2838 }
2839 #else
2840 static void resiliency_test(void) {};
2841 #endif
2842
2843 /*
2844  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
2845  * and freed.
2846  */
2847
2848 struct location {
2849         unsigned long count;
2850         void *addr;
2851         long long sum_time;
2852         long min_time;
2853         long max_time;
2854         long min_pid;
2855         long max_pid;
2856         cpumask_t cpus;
2857         nodemask_t nodes;
2858 };
2859
2860 struct loc_track {
2861         unsigned long max;
2862         unsigned long count;
2863         struct location *loc;
2864 };
2865
2866 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2867 {
2868         if (t->max)
2869                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2870                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2871 }
2872
2873 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2874 {
2875         struct location *l;
2876         int order;
2877
2878         if (!max)
2879                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2880
2881         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2882
2883         l = (void *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
2884
2885         if (!l)
2886                 return 0;
2887
2888         if (t->count) {
2889                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2890                 free_loc_track(t);
2891         }
2892         t->max = max;
2893         t->loc = l;
2894         return 1;
2895 }
2896
2897 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2898                                 const struct track *track)
2899 {
2900         long start, end, pos;
2901         struct location *l;
2902         void *caddr;
2903         unsigned long age = jiffies - track->when;
2904
2905         start = -1;
2906         end = t->count;
2907
2908         for ( ; ; ) {
2909                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2910
2911                 /*
2912                  * There is nothing at "end". If we end up there
2913                  * we need to add something to before end.
2914                  */
2915                 if (pos == end)
2916                         break;
2917
2918                 caddr = t->loc[pos].addr;
2919                 if (track->addr == caddr) {
2920
2921                         l = &t->loc[pos];
2922                         l->count++;
2923                         if (track->when) {
2924                                 l->sum_time += age;
2925                                 if (age < l->min_time)
2926                                         l->min_time = age;
2927                                 if (age > l->max_time)
2928                                         l->max_time = age;
2929
2930                                 if (track->pid < l->min_pid)
2931                                         l->min_pid = track->pid;
2932                                 if (track->pid > l->max_pid)
2933                                         l->max_pid = track->pid;
2934
2935                                 cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2936                         }
2937                         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2938                         return 1;
2939                 }
2940
2941                 if (track->addr < caddr)
2942                         end = pos;
2943                 else
2944                         start = pos;
2945         }
2946
2947         /*
2948          * Not found. Insert new tracking element.
2949          */
2950         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2951                 return 0;
2952
2953         l = t->loc + pos;
2954         if (pos < t->count)
2955                 memmove(l + 1, l,
2956                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2957         t->count++;
2958         l->count = 1;
2959         l->addr = track->addr;
2960         l->sum_time = age;
2961         l->min_time = age;
2962         l->max_time = age;
2963         l->min_pid = track->pid;
2964         l->max_pid = track->pid;
2965         cpus_clear(l->cpus);
2966         cpu_set(track->cpu, l->cpus);
2967         nodes_clear(l->nodes);
2968         node_set(page_to_nid(virt_to_page(track)), l->nodes);
2969         return 1;
2970 }
2971
2972 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2973                 struct page *page, enum track_item alloc)
2974 {
2975         void *addr = page_address(page);
2976         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2977         void *p;
2978
2979         bitmap_zero(map, s->objects);
2980         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2981                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2982
2983         for_each_object(p, s, addr)
2984                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2985                         add_location(t, s, get_track(s, p, alloc));
2986 }
2987
2988 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2989                                         enum track_item alloc)
2990 {
2991         int n = 0;
2992         unsigned long i;
2993         struct loc_track t;
2994         int node;
2995
2996         t.count = 0;
2997         t.max = 0;
2998
2999         /* Push back cpu slabs */
3000         flush_all(s);
3001
3002         for_each_online_node(node) {
3003                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3004                 unsigned long flags;
3005                 struct page *page;
3006
3007                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
3008                         continue;
3009
3010                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3011                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3012                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3013                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
3014                         process_slab(&t, s, page, alloc);
3015                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3016         }
3017
3018         for (i = 0; i < t.count; i++) {
3019                 struct location *l = &t.loc[i];
3020
3021                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
3022                         break;
3023                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", l->count);
3024
3025                 if (l->addr)
3026                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)l->addr);
3027                 else
3028                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
3029
3030                 if (l->sum_time != l->min_time) {
3031                         unsigned long remainder;
3032
3033                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld/%ld/%ld",
3034                         l->min_time,
3035                         div_long_long_rem(l->sum_time, l->count, &remainder),
3036                         l->max_time);
3037                 } else
3038                         n += sprintf(buf + n, " age=%ld",
3039                                 l->min_time);
3040
3041                 if (l->min_pid != l->max_pid)
3042                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld-%ld",
3043                                 l->min_pid, l->max_pid);
3044                 else
3045                         n += sprintf(buf + n, " pid=%ld",
3046                                 l->min_pid);
3047
3048                 if (num_online_cpus() > 1 && !cpus_empty(l->cpus) &&
3049                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3050                         n += sprintf(buf + n, " cpus=");
3051                         n += cpulist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3052                                         l->cpus);
3053                 }
3054
3055                 if (num_online_nodes() > 1 && !nodes_empty(l->nodes) &&
3056                                 n < PAGE_SIZE - 60) {
3057                         n += sprintf(buf + n, " nodes=");
3058                         n += nodelist_scnprintf(buf + n, PAGE_SIZE - n - 50,
3059                                         l->nodes);
3060                 }
3061
3062                 n += sprintf(buf + n, "\n");
3063         }
3064
3065         free_loc_track(&t);
3066         if (!t.count)
3067                 n += sprintf(buf, "No data\n");
3068         return n;
3069 }
3070
3071 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
3072 {
3073         unsigned long flags;
3074         unsigned long x = 0;
3075         struct page *page;
3076
3077         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
3078         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
3079                 x += page->inuse;
3080         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
3081         return x;
3082 }
3083
3084 enum slab_stat_type {
3085         SL_FULL,
3086         SL_PARTIAL,
3087         SL_CPU,
3088         SL_OBJECTS
3089 };
3090
3091 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
3092 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
3093 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
3094 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
3095
3096 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
3097                         char *buf, unsigned long flags)
3098 {
3099         unsigned long total = 0;
3100         int cpu;
3101         int node;
3102         int x;
3103         unsigned long *nodes;
3104         unsigned long *per_cpu;
3105
3106         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
3107         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
3108
3109         for_each_possible_cpu(cpu) {
3110                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
3111                 int node;
3112
3113                 if (page) {
3114                         node = page_to_nid(page);
3115                         if (flags & SO_CPU) {
3116                                 int x = 0;
3117
3118                                 if (flags & SO_OBJECTS)
3119                                         x = page->inuse;
3120                                 else
3121                                         x = 1;
3122                                 total += x;
3123                                 nodes[node] += x;
3124                         }
3125                         per_cpu[node]++;
3126                 }
3127         }
3128
3129         for_each_online_node(node) {
3130                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3131
3132                 if (flags & SO_PARTIAL) {
3133                         if (flags & SO_OBJECTS)
3134                                 x = count_partial(n);
3135                         else
3136                                 x = n->nr_partial;
3137                         total += x;
3138                         nodes[node] += x;
3139                 }
3140
3141                 if (flags & SO_FULL) {
3142                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
3143                                         - per_cpu[node]
3144                                         - n->nr_partial;
3145
3146                         if (flags & SO_OBJECTS)
3147                                 x = full_slabs * s->objects;
3148                         else
3149                                 x = full_slabs;
3150                         total += x;
3151                         nodes[node] += x;
3152                 }
3153         }
3154
3155         x = sprintf(buf, "%lu", total);
3156 #ifdef CONFIG_NUMA
3157         for_each_online_node(node)
3158                 if (nodes[node])
3159                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
3160                                         node, nodes[node]);
3161 #endif
3162         kfree(nodes);
3163         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3164 }
3165
3166 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3167 {
3168         int node;
3169         int cpu;
3170
3171         for_each_possible_cpu(cpu)
3172                 if (s->cpu_slab[cpu])
3173                         return 1;
3174
3175         for_each_node(node) {
3176                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3177
3178                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
3179                         return 1;
3180         }
3181         return 0;
3182 }
3183
3184 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3185 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3186
3187 struct slab_attribute {
3188         struct attribute attr;
3189         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3190         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3191 };
3192
3193 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3194         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3195
3196 #define SLAB_ATTR(_name) \
3197         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3198         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3199
3200 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3201 {
3202         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3203 }
3204 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3205
3206 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3207 {
3208         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3209 }
3210 SLAB_ATTR_RO(align);
3211
3212 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3213 {
3214         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3215 }
3216 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3217
3218 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3219 {
3220         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3221 }
3222 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3223
3224 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3225 {
3226         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3227 }
3228 SLAB_ATTR_RO(order);
3229
3230 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3231 {
3232         if (s->ctor) {
3233                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3234
3235                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3236         }
3237         return 0;
3238 }
3239 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3240
3241 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3242 {
3243         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3244 }
3245 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3246
3247 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3248 {
3249         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3250 }
3251 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3252
3253 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3254 {
3255         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3256 }
3257 SLAB_ATTR_RO(partial);
3258
3259 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3260 {
3261         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3262 }
3263 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3264
3265 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3266 {
3267         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3268 }
3269 SLAB_ATTR_RO(objects);
3270
3271 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3272 {
3273         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3274 }
3275
3276 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3277                                 const char *buf, size_t length)
3278 {
3279         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3280         if (buf[0] == '1')
3281                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3282         return length;
3283 }
3284 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3285
3286 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3287 {
3288         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3289 }
3290
3291 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3292                                                         size_t length)
3293 {
3294         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3295         if (buf[0] == '1')
3296                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3297         return length;
3298 }
3299 SLAB_ATTR(trace);
3300
3301 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3302 {
3303         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3304 }
3305
3306 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3307                                 const char *buf, size_t length)
3308 {
3309         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3310         if (buf[0] == '1')
3311                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3312         return length;
3313 }
3314 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3315
3316 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3317 {
3318         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3319 }
3320 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3321
3322 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3323 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3324 {
3325         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3326 }
3327 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3328 #endif
3329
3330 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3331 {
3332         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3333 }
3334 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3335
3336 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3337 {
3338         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3339 }
3340
3341 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3342                                 const char *buf, size_t length)
3343 {
3344         if (any_slab_objects(s))
3345                 return -EBUSY;
3346
3347         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3348         if (buf[0] == '1')
3349                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3350         calculate_sizes(s);
3351         return length;
3352 }
3353 SLAB_ATTR(red_zone);
3354
3355 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3356 {
3357         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3358 }
3359
3360 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3361                                 const char *buf, size_t length)
3362 {
3363         if (any_slab_objects(s))
3364                 return -EBUSY;
3365
3366         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3367         if (buf[0] == '1')
3368                 s->flags |= SLAB_POISON;
3369         calculate_sizes(s);
3370         return length;
3371 }
3372 SLAB_ATTR(poison);
3373
3374 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3375 {
3376         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3377 }
3378
3379 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3380                                 const char *buf, size_t length)
3381 {
3382         if (any_slab_objects(s))
3383                 return -EBUSY;
3384
3385         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3386         if (buf[0] == '1')
3387                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3388         calculate_sizes(s);
3389         return length;
3390 }
3391 SLAB_ATTR(store_user);
3392
3393 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3394 {
3395         return 0;
3396 }
3397
3398 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3399                         const char *buf, size_t length)
3400 {
3401         if (buf[0] == '1')
3402                 validate_slab_cache(s);
3403         else
3404                 return -EINVAL;
3405         return length;
3406 }
3407 SLAB_ATTR(validate);
3408
3409 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3410 {
3411         return 0;
3412 }
3413
3414 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3415                         const char *buf, size_t length)
3416 {
3417         if (buf[0] == '1') {
3418                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3419
3420                 if (rc)
3421                         return rc;
3422         } else
3423                 return -EINVAL;
3424         return length;
3425 }
3426 SLAB_ATTR(shrink);
3427
3428 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3429 {
3430         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3431                 return -ENOSYS;
3432         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3433 }
3434 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3435
3436 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3437 {
3438         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3439                 return -ENOSYS;
3440         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3441 }
3442 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3443
3444 #ifdef CONFIG_NUMA
3445 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3446 {
3447         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3448 }
3449
3450 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3451                                 const char *buf, size_t length)
3452 {
3453         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3454
3455         if (n < 100)
3456                 s->defrag_ratio = n * 10;
3457         return length;
3458 }
3459 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3460 #endif
3461
3462 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3463         &slab_size_attr.attr,
3464         &object_size_attr.attr,
3465         &objs_per_slab_attr.attr,
3466         &order_attr.attr,
3467         &objects_attr.attr,
3468         &slabs_attr.attr,
3469         &partial_attr.attr,
3470         &cpu_slabs_attr.attr,
3471         &ctor_attr.attr,
3472         &aliases_attr.attr,
3473         &align_attr.attr,
3474         &sanity_checks_attr.attr,
3475         &trace_attr.attr,
3476         &hwcache_align_attr.attr,
3477         &reclaim_account_attr.attr,
3478         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3479         &red_zone_attr.attr,
3480         &poison_attr.attr,
3481         &store_user_attr.attr,
3482         &validate_attr.attr,
3483         &shrink_attr.attr,
3484         &alloc_calls_attr.attr,
3485         &free_calls_attr.attr,
3486 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3487         &cache_dma_attr.attr,
3488 #endif
3489 #ifdef CONFIG_NUMA
3490         &defrag_ratio_attr.attr,
3491 #endif
3492         NULL
3493 };
3494
3495 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3496         .attrs = slab_attrs,
3497 };