Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/herbert/crypto-2.6
[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.
70  * There is no list for full slabs. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * Otherwise there is no need to track full slabs unless we have to
73  * track full slabs for debugging purposes.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
85  * PageError            Slab requires special handling due to debug
86  *                      options set. This moves slab handling out of
87  *                      the fast path.
88  */
89
90 /*
91  * Issues still to be resolved:
92  *
93  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
94  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
95  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline.so at
96  *   max 16 cpus could compete. Likely okay.
97  *
98  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
99  *
100  * - Variable sizing of the per node arrays
101  */
102
103 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
104 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
105
106 #if PAGE_SHIFT <= 12
107
108 /*
109  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
110  */
111 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
112 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
113
114 #else
115
116 /*
117  * Large page machines are customarily able to handle larger
118  * page orders.
119  */
120 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
121 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
122
123 #endif
124
125 /*
126  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
127  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
128  */
129 #define MIN_PARTIAL 2
130
131 /*
132  * Maximum number of desirable partial slabs.
133  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
134  * sort the partial list by the number of objects in the.
135  */
136 #define MAX_PARTIAL 10
137
138 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
139                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
140 /*
141  * Set of flags that will prevent slab merging
142  */
143 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
144                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
145
146 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
147                 SLAB_CACHE_DMA)
148
149 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
150 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
154 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
155 #endif
156
157 /* Internal SLUB flags */
158 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
159
160 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
161
162 #ifdef CONFIG_SMP
163 static struct notifier_block slab_notifier;
164 #endif
165
166 static enum {
167         DOWN,           /* No slab functionality available */
168         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
169         UP,             /* Everything works */
170         SYSFS           /* Sysfs up */
171 } slab_state = DOWN;
172
173 /* A list of all slab caches on the system */
174 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
175 LIST_HEAD(slab_caches);
176
177 #ifdef CONFIG_SYSFS
178 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
179 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
180 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
181 #else
182 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
183 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
184 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
185 #endif
186
187 /********************************************************************
188  *                      Core slab cache functions
189  *******************************************************************/
190
191 int slab_is_available(void)
192 {
193         return slab_state >= UP;
194 }
195
196 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
197 {
198 #ifdef CONFIG_NUMA
199         return s->node[node];
200 #else
201         return &s->local_node;
202 #endif
203 }
204
205 /*
206  * Object debugging
207  */
208 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
209 {
210         int i, offset;
211         int newline = 1;
212         char ascii[17];
213
214         ascii[16] = 0;
215
216         for (i = 0; i < length; i++) {
217                 if (newline) {
218                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
219                         newline = 0;
220                 }
221                 printk(" %02x", addr[i]);
222                 offset = i % 16;
223                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
224                 if (offset == 15) {
225                         printk(" %s\n",ascii);
226                         newline = 1;
227                 }
228         }
229         if (!newline) {
230                 i %= 16;
231                 while (i < 16) {
232                         printk("   ");
233                         ascii[i] = ' ';
234                         i++;
235                 }
236                 printk(" %s\n", ascii);
237         }
238 }
239
240 /*
241  * Slow version of get and set free pointer.
242  *
243  * This requires touching the cache lines of kmem_cache.
244  * The offset can also be obtained from the page. In that
245  * case it is in the cacheline that we already need to touch.
246  */
247 static void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
248 {
249         return *(void **)(object + s->offset);
250 }
251
252 static void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
253 {
254         *(void **)(object + s->offset) = fp;
255 }
256
257 /*
258  * Tracking user of a slab.
259  */
260 struct track {
261         void *addr;             /* Called from address */
262         int cpu;                /* Was running on cpu */
263         int pid;                /* Pid context */
264         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
265 };
266
267 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
268
269 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
270         enum track_item alloc)
271 {
272         struct track *p;
273
274         if (s->offset)
275                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
276         else
277                 p = object + s->inuse;
278
279         return p + alloc;
280 }
281
282 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
283                                 enum track_item alloc, void *addr)
284 {
285         struct track *p;
286
287         if (s->offset)
288                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
289         else
290                 p = object + s->inuse;
291
292         p += alloc;
293         if (addr) {
294                 p->addr = addr;
295                 p->cpu = smp_processor_id();
296                 p->pid = current ? current->pid : -1;
297                 p->when = jiffies;
298         } else
299                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
300 }
301
302 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
305                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
306                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
307         }
308 }
309
310 static void print_track(const char *s, struct track *t)
311 {
312         if (!t->addr)
313                 return;
314
315         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
316         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
317         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
318 }
319
320 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
321 {
322         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
323
324         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
325                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
326                         s->inuse - s->objsize);
327
328         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
329                         p + s->offset,
330                         get_freepointer(s, p));
331
332         if (s->offset)
333                 off = s->offset + sizeof(void *);
334         else
335                 off = s->inuse;
336
337         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
338                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
339                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
340                 off += 2 * sizeof(struct track);
341         }
342
343         if (off != s->size)
344                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
345                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
346 }
347
348 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
349                         u8 *object, char *reason)
350 {
351         u8 *addr = page_address(page);
352
353         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
354                         s->name, reason, object, page);
355         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
356                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
357         if (object > addr + 16)
358                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
359         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
360         print_trailer(s, object);
361         dump_stack();
362 }
363
364 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
365 {
366         va_list args;
367         char buf[100];
368
369         va_start(args, reason);
370         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
371         va_end(args);
372         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
373                 page);
374         dump_stack();
375 }
376
377 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
378 {
379         u8 *p = object;
380
381         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
382                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
383                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
384         }
385
386         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
387                 memset(p + s->objsize,
388                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
389                         s->inuse - s->objsize);
390 }
391
392 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
393 {
394         while (bytes) {
395                 if (*start != (u8)value)
396                         return 0;
397                 start++;
398                 bytes--;
399         }
400         return 1;
401 }
402
403
404 static int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                                          void *object)
406 {
407         void *base;
408
409         if (!object)
410                 return 1;
411
412         base = page_address(page);
413         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
414                 (object - base) % s->size) {
415                 return 0;
416         }
417
418         return 1;
419 }
420
421 /*
422  * Object layout:
423  *
424  * object address
425  *      Bytes of the object to be managed.
426  *      If the freepointer may overlay the object then the free
427  *      pointer is the first word of the object.
428  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
429  *      0xa5 (POISON_END)
430  *
431  * object + s->objsize
432  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
433  *      Padding is extended to word size if Redzoning is enabled
434  *      and objsize == inuse.
435  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
436  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
437  *
438  * object + s->inuse
439  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
440  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
441  *      C. Padding to reach required alignment boundary
442  *              Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
443  *
444  * object + s->size
445  *
446  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are to
447  * be ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
448  * may be used with merged slabcaches.
449  */
450
451 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
452                                                 void *from, void *to)
453 {
454         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
455                 s->name, message, data, from, to - 1);
456         memset(from, data, to - from);
457 }
458
459 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
460 {
461         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
462
463         if (s->offset)
464                 /* Freepointer is placed after the object. */
465                 off += sizeof(void *);
466
467         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
468                 /* We also have user information there */
469                 off += 2 * sizeof(struct track);
470
471         if (s->size == off)
472                 return 1;
473
474         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
475                 return 1;
476
477         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
478
479         /*
480          * Restore padding
481          */
482         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
483         return 0;
484 }
485
486 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
487 {
488         u8 *p;
489         int length, remainder;
490
491         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
492                 return 1;
493
494         p = page_address(page);
495         length = s->objects * s->size;
496         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
497         if (!remainder)
498                 return 1;
499
500         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
501                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
502                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
503                         p + length + remainder);
504                 return 0;
505         }
506         return 1;
507 }
508
509 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
510                                         void *object, int active)
511 {
512         u8 *p = object;
513         u8 *endobject = object + s->objsize;
514
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
516                 unsigned int red =
517                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
518
519                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
520                         object_err(s, page, object,
521                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
522                         restore_bytes(s, "redzone", red,
523                                 endobject, object + s->inuse);
524                         return 0;
525                 }
526         } else {
527                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
528                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
529                                         s->inuse - s->objsize)) {
530                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
531                 /*
532                  * Fix it so that there will not be another report.
533                  *
534                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
535                  * to be longer than allowed.
536                  */
537                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
538                         endobject, object + s->inuse);
539                 }
540         }
541
542         if (s->flags & SLAB_POISON) {
543                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
544                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
545                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
546
547                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
548                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
549                                                 p, p + s->objsize -1);
550                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
551                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
552                         return 0;
553                 }
554                 /*
555                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
556                  */
557                 check_pad_bytes(s, page, p);
558         }
559
560         if (!s->offset && active)
561                 /*
562                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
563                  * freepointer while object is allocated.
564                  */
565                 return 1;
566
567         /* Check free pointer validity */
568         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
569                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
570                 /*
571                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
572                  * of the free objects in this slab. May cause
573                  * another error because the object count maybe
574                  * wrong now.
575                  */
576                 set_freepointer(s, p, NULL);
577                 return 0;
578         }
579         return 1;
580 }
581
582 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
583 {
584         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
585
586         if (!PageSlab(page)) {
587                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
588                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
589                         page_count(page));
590                 return 0;
591         }
592         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
593                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
594                         "mapping=0x%p count=%d",
595                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
596                         page->flags,
597                         page->mapping,
598                         page_count(page));
599                 return 0;
600         }
601         if (page->inuse > s->objects) {
602                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
603                         "mapping=0x%p count=%d",
604                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
605                         page->mapping, page_count(page));
606                 return 0;
607         }
608         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
609         slab_pad_check(s, page);
610         return 1;
611 }
612
613 /*
614  * Determine if a certain object on a page is on the freelist and
615  * therefore free. Must hold the slab lock for cpu slabs to
616  * guarantee that the chains are consistent.
617  */
618 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
619 {
620         int nr = 0;
621         void *fp = page->freelist;
622         void *object = NULL;
623
624         while (fp && nr <= s->objects) {
625                 if (fp == search)
626                         return 1;
627                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
628                         if (object) {
629                                 object_err(s, page, object,
630                                         "Freechain corrupt");
631                                 set_freepointer(s, object, NULL);
632                                 break;
633                         } else {
634                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
635                                                                         fp);
636                                 page->freelist = NULL;
637                                 page->inuse = s->objects;
638                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
639                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
640                                         s->name, page);
641                                 return 0;
642                         }
643                         break;
644                 }
645                 object = fp;
646                 fp = get_freepointer(s, object);
647                 nr++;
648         }
649
650         if (page->inuse != s->objects - nr) {
651                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
652                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
653                                                         s->objects - nr);
654                 page->inuse = s->objects - nr;
655                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
656                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
657         }
658         return search == NULL;
659 }
660
661 /*
662  * Tracking of fully allocated slabs for debugging
663  */
664 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
665 {
666         spin_lock(&n->list_lock);
667         list_add(&page->lru, &n->full);
668         spin_unlock(&n->list_lock);
669 }
670
671 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
672 {
673         struct kmem_cache_node *n;
674
675         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
676                 return;
677
678         n = get_node(s, page_to_nid(page));
679
680         spin_lock(&n->list_lock);
681         list_del(&page->lru);
682         spin_unlock(&n->list_lock);
683 }
684
685 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
686                                                         void *object)
687 {
688         if (!check_slab(s, page))
689                 goto bad;
690
691         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
692                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
693                 goto bad;
694         }
695
696         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
697                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
698                 goto bad;
699         }
700
701         if (!object)
702                 return 1;
703
704         if (!check_object(s, page, object, 0))
705                 goto bad;
706
707         return 1;
708 bad:
709         if (PageSlab(page)) {
710                 /*
711                  * If this is a slab page then lets do the best we can
712                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
713                  * as used avoids touching the remainder.
714                  */
715                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
716                         s->name, page);
717                 page->inuse = s->objects;
718                 page->freelist = NULL;
719                 /* Fix up fields that may be corrupted */
720                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
721         }
722         return 0;
723 }
724
725 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
726                                                         void *object)
727 {
728         if (!check_slab(s, page))
729                 goto fail;
730
731         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
732                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
733                 goto fail;
734         }
735
736         if (on_freelist(s, page, object)) {
737                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
738                 goto fail;
739         }
740
741         if (!check_object(s, page, object, 1))
742                 return 0;
743
744         if (unlikely(s != page->slab)) {
745                 if (!PageSlab(page))
746                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
747                                 "outside of slab", object);
748                 else
749                 if (!page->slab) {
750                         printk(KERN_ERR
751                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
752                                                 object);
753                         dump_stack();
754                 }
755                 else
756                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
757                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
758                 goto fail;
759         }
760         return 1;
761 fail:
762         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
763                 s->name, page, object);
764         return 0;
765 }
766
767 /*
768  * Slab allocation and freeing
769  */
770 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
771 {
772         struct page * page;
773         int pages = 1 << s->order;
774
775         if (s->order)
776                 flags |= __GFP_COMP;
777
778         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
779                 flags |= SLUB_DMA;
780
781         if (node == -1)
782                 page = alloc_pages(flags, s->order);
783         else
784                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
785
786         if (!page)
787                 return NULL;
788
789         mod_zone_page_state(page_zone(page),
790                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
791                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
792                 pages);
793
794         return page;
795 }
796
797 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                 void *object)
799 {
800         if (PageError(page)) {
801                 init_object(s, object, 0);
802                 init_tracking(s, object);
803         }
804
805         if (unlikely(s->ctor))
806                 s->ctor(object, s, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
807 }
808
809 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
810 {
811         struct page *page;
812         struct kmem_cache_node *n;
813         void *start;
814         void *end;
815         void *last;
816         void *p;
817
818         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
819
820         if (flags & __GFP_WAIT)
821                 local_irq_enable();
822
823         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
824         if (!page)
825                 goto out;
826
827         n = get_node(s, page_to_nid(page));
828         if (n)
829                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
830         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
831         page->slab = s;
832         page->flags |= 1 << PG_slab;
833         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
834                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
835                 page->flags |= 1 << PG_error;
836
837         start = page_address(page);
838         end = start + s->objects * s->size;
839
840         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
841                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
842
843         last = start;
844         for (p = start + s->size; p < end; p += s->size) {
845                 setup_object(s, page, last);
846                 set_freepointer(s, last, p);
847                 last = p;
848         }
849         setup_object(s, page, last);
850         set_freepointer(s, last, NULL);
851
852         page->freelist = start;
853         page->inuse = 0;
854 out:
855         if (flags & __GFP_WAIT)
856                 local_irq_disable();
857         return page;
858 }
859
860 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
861 {
862         int pages = 1 << s->order;
863
864         if (unlikely(PageError(page) || s->dtor)) {
865                 void *start = page_address(page);
866                 void *end = start + (pages << PAGE_SHIFT);
867                 void *p;
868
869                 slab_pad_check(s, page);
870                 for (p = start; p <= end - s->size; p += s->size) {
871                         if (s->dtor)
872                                 s->dtor(p, s, 0);
873                         check_object(s, page, p, 0);
874                 }
875         }
876
877         mod_zone_page_state(page_zone(page),
878                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
879                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
880                 - pages);
881
882         page->mapping = NULL;
883         __free_pages(page, s->order);
884 }
885
886 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
887 {
888         struct page *page;
889
890         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
891         __free_slab(page->slab, page);
892 }
893
894 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
895 {
896         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
897                 /*
898                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
899                  */
900                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
901
902                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
903         } else
904                 __free_slab(s, page);
905 }
906
907 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
908 {
909         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
910
911         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
912         reset_page_mapcount(page);
913         page->flags &= ~(1 << PG_slab | 1 << PG_error);
914         free_slab(s, page);
915 }
916
917 /*
918  * Per slab locking using the pagelock
919  */
920 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
921 {
922         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
923 }
924
925 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
926 {
927         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
928 }
929
930 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
931 {
932         int rc = 1;
933
934         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
935         return rc;
936 }
937
938 /*
939  * Management of partially allocated slabs
940  */
941 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
942 {
943         spin_lock(&n->list_lock);
944         n->nr_partial++;
945         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
946         spin_unlock(&n->list_lock);
947 }
948
949 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
950 {
951         spin_lock(&n->list_lock);
952         n->nr_partial++;
953         list_add(&page->lru, &n->partial);
954         spin_unlock(&n->list_lock);
955 }
956
957 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
958                                                 struct page *page)
959 {
960         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
961
962         spin_lock(&n->list_lock);
963         list_del(&page->lru);
964         n->nr_partial--;
965         spin_unlock(&n->list_lock);
966 }
967
968 /*
969  * Lock page and remove it from the partial list
970  *
971  * Must hold list_lock
972  */
973 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
974 {
975         if (slab_trylock(page)) {
976                 list_del(&page->lru);
977                 n->nr_partial--;
978                 return 1;
979         }
980         return 0;
981 }
982
983 /*
984  * Try to get a partial slab from a specific node
985  */
986 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
987 {
988         struct page *page;
989
990         /*
991          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
992          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
993          * partial slab then get_partials() will return NULL.
994          */
995         if (!n || !n->nr_partial)
996                 return NULL;
997
998         spin_lock(&n->list_lock);
999         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1000                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1001                         goto out;
1002         page = NULL;
1003 out:
1004         spin_unlock(&n->list_lock);
1005         return page;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA
1010  * distances.
1011  */
1012 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1013 {
1014 #ifdef CONFIG_NUMA
1015         struct zonelist *zonelist;
1016         struct zone **z;
1017         struct page *page;
1018
1019         /*
1020          * The defrag ratio allows to configure the tradeoffs between
1021          * inter node defragmentation and node local allocations.
1022          * A lower defrag_ratio increases the tendency to do local
1023          * allocations instead of scanning throught the partial
1024          * lists on other nodes.
1025          *
1026          * If defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1027          * returns node local objects. If its higher then kmalloc()
1028          * may return off node objects in order to avoid fragmentation.
1029          *
1030          * A higher ratio means slabs may be taken from other nodes
1031          * thus reducing the number of partial slabs on those nodes.
1032          *
1033          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1034          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation
1035          * will first attempt to defrag slab caches on other nodes. This
1036          * means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1037          * may be a bit expensive to do on every slab allocation.
1038          */
1039         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1040                 return NULL;
1041
1042         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1043                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1044         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1045                 struct kmem_cache_node *n;
1046
1047                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1048
1049                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1050                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1051                         page = get_partial_node(n);
1052                         if (page)
1053                                 return page;
1054                 }
1055         }
1056 #endif
1057         return NULL;
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Get a partial page, lock it and return it.
1062  */
1063 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1064 {
1065         struct page *page;
1066         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1067
1068         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1069         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1070                 return page;
1071
1072         return get_any_partial(s, flags);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Move a page back to the lists.
1077  *
1078  * Must be called with the slab lock held.
1079  *
1080  * On exit the slab lock will have been dropped.
1081  */
1082 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1083 {
1084         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1085
1086         if (page->inuse) {
1087
1088                 if (page->freelist)
1089                         add_partial(n, page);
1090                 else if (PageError(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1091                         add_full(n, page);
1092                 slab_unlock(page);
1093
1094         } else {
1095                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1096                         /*
1097                          * Adding an empty page to the partial slabs in order
1098                          * to avoid page allocator overhead. This page needs to
1099                          * come after all the others that are not fully empty
1100                          * in order to make sure that we do maximum
1101                          * defragmentation.
1102                          */
1103                         add_partial_tail(n, page);
1104                         slab_unlock(page);
1105                 } else {
1106                         slab_unlock(page);
1107                         discard_slab(s, page);
1108                 }
1109         }
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Remove the cpu slab
1114  */
1115 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1116 {
1117         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1118         ClearPageActive(page);
1119
1120         putback_slab(s, page);
1121 }
1122
1123 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1124 {
1125         slab_lock(page);
1126         deactivate_slab(s, page, cpu);
1127 }
1128
1129 /*
1130  * Flush cpu slab.
1131  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1132  */
1133 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1134 {
1135         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1136
1137         if (likely(page))
1138                 flush_slab(s, page, cpu);
1139 }
1140
1141 static void flush_cpu_slab(void *d)
1142 {
1143         struct kmem_cache *s = d;
1144         int cpu = smp_processor_id();
1145
1146         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1147 }
1148
1149 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1150 {
1151 #ifdef CONFIG_SMP
1152         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1153 #else
1154         unsigned long flags;
1155
1156         local_irq_save(flags);
1157         flush_cpu_slab(s);
1158         local_irq_restore(flags);
1159 #endif
1160 }
1161
1162 /*
1163  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1164  * (aside from the stack):
1165  *
1166  * 1. The page struct
1167  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1168  *
1169  * The only cache lines that are read (apart from code) is the
1170  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1171  *
1172  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1173  * debugging enabled (which means all slabs are marked with PageError)
1174  */
1175 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1176                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1177 {
1178         struct page *page;
1179         void **object;
1180         unsigned long flags;
1181         int cpu;
1182
1183         local_irq_save(flags);
1184         cpu = smp_processor_id();
1185         page = s->cpu_slab[cpu];
1186         if (!page)
1187                 goto new_slab;
1188
1189         slab_lock(page);
1190         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1191                 goto another_slab;
1192 redo:
1193         object = page->freelist;
1194         if (unlikely(!object))
1195                 goto another_slab;
1196         if (unlikely(PageError(page)))
1197                 goto debug;
1198
1199 have_object:
1200         page->inuse++;
1201         page->freelist = object[page->offset];
1202         slab_unlock(page);
1203         local_irq_restore(flags);
1204         return object;
1205
1206 another_slab:
1207         deactivate_slab(s, page, cpu);
1208
1209 new_slab:
1210         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1211         if (likely(page)) {
1212 have_slab:
1213                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1214                 SetPageActive(page);
1215                 goto redo;
1216         }
1217
1218         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1219         if (page) {
1220                 cpu = smp_processor_id();
1221                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1222                         /*
1223                          * Someone else populated the cpu_slab while we enabled
1224                          * interrupts, or we have got scheduled on another cpu.
1225                          * The page may not be on the requested node.
1226                          */
1227                         if (node == -1 ||
1228                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1229                                 /*
1230                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1231                                  * want the current one since its cache hot
1232                                  */
1233                                 discard_slab(s, page);
1234                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1235                                 slab_lock(page);
1236                                 goto redo;
1237                         }
1238                         /* Dump the current slab */
1239                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1240                 }
1241                 slab_lock(page);
1242                 goto have_slab;
1243         }
1244         local_irq_restore(flags);
1245         return NULL;
1246 debug:
1247         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1248                 goto another_slab;
1249         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1250                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1251         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1252                 printk(KERN_INFO "TRACE %s alloc 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1253                         s->name, object, page->inuse,
1254                         page->freelist);
1255                 dump_stack();
1256         }
1257         init_object(s, object, 1);
1258         goto have_object;
1259 }
1260
1261 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1262 {
1263         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1266
1267 #ifdef CONFIG_NUMA
1268 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1269 {
1270         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1271 }
1272 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1273 #endif
1274
1275 /*
1276  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1277  * cacheline of the object.
1278  *
1279  * No special cachelines need to be read
1280  */
1281 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1282                                         void *x, void *addr)
1283 {
1284         void *prior;
1285         void **object = (void *)x;
1286         unsigned long flags;
1287
1288         local_irq_save(flags);
1289         slab_lock(page);
1290
1291         if (unlikely(PageError(page)))
1292                 goto debug;
1293 checks_ok:
1294         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1295         page->freelist = object;
1296         page->inuse--;
1297
1298         if (unlikely(PageActive(page)))
1299                 /*
1300                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1301                  * never freed.
1302                  */
1303                 goto out_unlock;
1304
1305         if (unlikely(!page->inuse))
1306                 goto slab_empty;
1307
1308         /*
1309          * Objects left in the slab. If it
1310          * was not on the partial list before
1311          * then add it.
1312          */
1313         if (unlikely(!prior))
1314                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1315
1316 out_unlock:
1317         slab_unlock(page);
1318         local_irq_restore(flags);
1319         return;
1320
1321 slab_empty:
1322         if (prior)
1323                 /*
1324                  * Slab on the partial list.
1325                  */
1326                 remove_partial(s, page);
1327
1328         slab_unlock(page);
1329         discard_slab(s, page);
1330         local_irq_restore(flags);
1331         return;
1332
1333 debug:
1334         if (!free_object_checks(s, page, x))
1335                 goto out_unlock;
1336         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1337                 remove_full(s, page);
1338         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1339                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1340         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1341                 printk(KERN_INFO "TRACE %s free 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1342                         s->name, object, page->inuse,
1343                         page->freelist);
1344                 print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
1345                 dump_stack();
1346         }
1347         init_object(s, object, 0);
1348         goto checks_ok;
1349 }
1350
1351 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1352 {
1353         struct page *page;
1354
1355         page = virt_to_head_page(x);
1356
1357         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1358 }
1359 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1360
1361 /* Figure out on which slab object the object resides */
1362 static struct page *get_object_page(const void *x)
1363 {
1364         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1365
1366         if (!PageSlab(page))
1367                 return NULL;
1368
1369         return page;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * kmem_cache_open produces objects aligned at "size" and the first object
1374  * is placed at offset 0 in the slab (We have no metainformation on the
1375  * slab, all slabs are in essence "off slab").
1376  *
1377  * In order to get the desired alignment one just needs to align the
1378  * size.
1379  *
1380  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1381  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1382  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1383  * must be moved on and off the partial lists and therefore may influence
1384  * locking overhead.
1385  *
1386  * The offset is used to relocate the free list link in each object. It is
1387  * therefore possible to move the free list link behind the object. This
1388  * is necessary for RCU to work properly and also useful for debugging.
1389  */
1390
1391 /*
1392  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1393  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1394  * and increases the number of allocations possible without having to
1395  * take the list_lock.
1396  */
1397 static int slub_min_order;
1398 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1399
1400 /*
1401  * Minimum number of objects per slab. This is necessary in order to
1402  * reduce locking overhead. Similar to the queue size in SLAB.
1403  */
1404 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1405
1406 /*
1407  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1408  */
1409 static int slub_nomerge;
1410
1411 /*
1412  * Debug settings:
1413  */
1414 static int slub_debug;
1415
1416 static char *slub_debug_slabs;
1417
1418 /*
1419  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1420  *
1421  * The order of allocation has significant impact on other elements
1422  * of the system. Generally order 0 allocations should be preferred
1423  * since they do not cause fragmentation in the page allocator. Larger
1424  * objects may have problems with order 0 because there may be too much
1425  * space left unused in a slab. We go to a higher order if more than 1/8th
1426  * of the slab would be wasted.
1427  *
1428  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that
1429  * a minimum number of objects is in one slab. Otherwise we may
1430  * generate too much activity on the partial lists. This is less a
1431  * concern for large slabs though. slub_max_order specifies the order
1432  * where we begin to stop considering the number of objects in a slab.
1433  *
1434  * Higher order allocations also allow the placement of more objects
1435  * in a slab and thereby reduce object handling overhead. If the user
1436  * has requested a higher mininum order then we start with that one
1437  * instead of zero.
1438  */
1439 static int calculate_order(int size)
1440 {
1441         int order;
1442         int rem;
1443
1444         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1445                         order < MAX_ORDER; order++) {
1446                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1447
1448                 if (slub_max_order > order &&
1449                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1450                         continue;
1451
1452                 if (slab_size < size)
1453                         continue;
1454
1455                 rem = slab_size % size;
1456
1457                 if (rem <= (PAGE_SIZE << order) / 8)
1458                         break;
1459
1460         }
1461         if (order >= MAX_ORDER)
1462                 return -E2BIG;
1463         return order;
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Function to figure out which alignment to use from the
1468  * various ways of specifying it.
1469  */
1470 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1471                 unsigned long align, unsigned long size)
1472 {
1473         /*
1474          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1475          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1476          * large.
1477          *
1478          * The hardware cache alignment cannot override the
1479          * specified alignment though. If that is greater
1480          * then use it.
1481          */
1482         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1483                         size > L1_CACHE_BYTES / 2)
1484                 return max_t(unsigned long, align, L1_CACHE_BYTES);
1485
1486         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1487                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1488
1489         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1490 }
1491
1492 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1493 {
1494         n->nr_partial = 0;
1495         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1496         spin_lock_init(&n->list_lock);
1497         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1498         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1499 }
1500
1501 #ifdef CONFIG_NUMA
1502 /*
1503  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1504  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1505  * possible.
1506  *
1507  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1508  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1509  */
1510 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1511                                                                 int node)
1512 {
1513         struct page *page;
1514         struct kmem_cache_node *n;
1515
1516         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1517
1518         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1519         /* new_slab() disables interupts */
1520         local_irq_enable();
1521
1522         BUG_ON(!page);
1523         n = page->freelist;
1524         BUG_ON(!n);
1525         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1526         page->inuse++;
1527         kmalloc_caches->node[node] = n;
1528         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1529         init_kmem_cache_node(n);
1530         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1531         add_partial(n, page);
1532         return n;
1533 }
1534
1535 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1536 {
1537         int node;
1538
1539         for_each_online_node(node) {
1540                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1541                 if (n && n != &s->local_node)
1542                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1543                 s->node[node] = NULL;
1544         }
1545 }
1546
1547 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1548 {
1549         int node;
1550         int local_node;
1551
1552         if (slab_state >= UP)
1553                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1554         else
1555                 local_node = 0;
1556
1557         for_each_online_node(node) {
1558                 struct kmem_cache_node *n;
1559
1560                 if (local_node == node)
1561                         n = &s->local_node;
1562                 else {
1563                         if (slab_state == DOWN) {
1564                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1565                                                                 node);
1566                                 continue;
1567                         }
1568                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1569                                                         gfpflags, node);
1570
1571                         if (!n) {
1572                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1573                                 return 0;
1574                         }
1575
1576                 }
1577                 s->node[node] = n;
1578                 init_kmem_cache_node(n);
1579         }
1580         return 1;
1581 }
1582 #else
1583 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1584 {
1585 }
1586
1587 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1588 {
1589         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1590         return 1;
1591 }
1592 #endif
1593
1594 /*
1595  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1596  * a slab object.
1597  */
1598 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1599 {
1600         unsigned long flags = s->flags;
1601         unsigned long size = s->objsize;
1602         unsigned long align = s->align;
1603
1604         /*
1605          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1606          * the slab may touch the object after free or before allocation
1607          * then we should never poison the object itself.
1608          */
1609         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1610                         !s->ctor && !s->dtor)
1611                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1612         else
1613                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1614
1615         /*
1616          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1617          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1618          * the possible location of the free pointer.
1619          */
1620         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1621
1622         /*
1623          * If we are redzoning then check if there is some space between the
1624          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1625          * additional word, so that we can establish a redzone between
1626          * the object and the freepointer to be able to check for overwrites.
1627          */
1628         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1629                 size += sizeof(void *);
1630
1631         /*
1632          * With that we have determined how much of the slab is in actual
1633          * use by the object. This is the potential offset to the free
1634          * pointer.
1635          */
1636         s->inuse = size;
1637
1638         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1639                 s->ctor || s->dtor)) {
1640                 /*
1641                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1642                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1643                  * kmem_cache_free.
1644                  *
1645                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1646                  * destructor or are poisoning the objects.
1647                  */
1648                 s->offset = size;
1649                 size += sizeof(void *);
1650         }
1651
1652         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1653                 /*
1654                  * Need to store information about allocs and frees after
1655                  * the object.
1656                  */
1657                 size += 2 * sizeof(struct track);
1658
1659         if (flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS)
1660                 /*
1661                  * Add some empty padding so that we can catch
1662                  * overwrites from earlier objects rather than let
1663                  * tracking information or the free pointer be
1664                  * corrupted if an user writes before the start
1665                  * of the object.
1666                  */
1667                 size += sizeof(void *);
1668         /*
1669          * Determine the alignment based on various parameters that the
1670          * user specified (this is unecessarily complex due to the attempt
1671          * to be compatible with SLAB. Should be cleaned up some day).
1672          */
1673         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1674
1675         /*
1676          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1677          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1678          * each object to conform to the alignment.
1679          */
1680         size = ALIGN(size, align);
1681         s->size = size;
1682
1683         s->order = calculate_order(size);
1684         if (s->order < 0)
1685                 return 0;
1686
1687         /*
1688          * Determine the number of objects per slab
1689          */
1690         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1691
1692         /*
1693          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1694          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1695          * more than 64k objects per slab.
1696          */
1697         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1698                 return 0;
1699         return 1;
1700
1701 }
1702
1703 static int __init finish_bootstrap(void)
1704 {
1705         struct list_head *h;
1706         int err;
1707
1708         slab_state = SYSFS;
1709
1710         list_for_each(h, &slab_caches) {
1711                 struct kmem_cache *s =
1712                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
1713
1714                 err = sysfs_slab_add(s);
1715                 BUG_ON(err);
1716         }
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1721                 const char *name, size_t size,
1722                 size_t align, unsigned long flags,
1723                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1724                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1725 {
1726         memset(s, 0, kmem_size);
1727         s->name = name;
1728         s->ctor = ctor;
1729         s->dtor = dtor;
1730         s->objsize = size;
1731         s->flags = flags;
1732         s->align = align;
1733
1734         /*
1735          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
1736          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
1737          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
1738          * object anymore.
1739          *
1740          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1741          * the limit is 512k.
1742          *
1743          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
1744          * pointer. Fail if this happens.
1745          */
1746         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
1747                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1748                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1749                 BUG_ON(ctor || dtor);
1750         }
1751         else
1752                 /*
1753                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1754                  */
1755                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1756                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1757                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1758                                 s->flags |= slub_debug;
1759
1760         if (!calculate_sizes(s))
1761                 goto error;
1762
1763         s->refcount = 1;
1764 #ifdef CONFIG_NUMA
1765         s->defrag_ratio = 100;
1766 #endif
1767
1768         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1769                 return 1;
1770 error:
1771         if (flags & SLAB_PANIC)
1772                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1773                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1774                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1775                         s->offset, flags);
1776         return 0;
1777 }
1778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1779
1780 /*
1781  * Check if a given pointer is valid
1782  */
1783 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1784 {
1785         struct page * page;
1786         void *addr;
1787
1788         page = get_object_page(object);
1789
1790         if (!page || s != page->slab)
1791                 /* No slab or wrong slab */
1792                 return 0;
1793
1794         addr = page_address(page);
1795         if (object < addr || object >= addr + s->objects * s->size)
1796                 /* Out of bounds */
1797                 return 0;
1798
1799         if ((object - addr) % s->size)
1800                 /* Improperly aligned */
1801                 return 0;
1802
1803         /*
1804          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1805          * But this would be too expensive and it seems that the main
1806          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1807          * to a certain slab.
1808          */
1809         return 1;
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1812
1813 /*
1814  * Determine the size of a slab object
1815  */
1816 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1817 {
1818         return s->objsize;
1819 }
1820 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1821
1822 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1823 {
1824         return s->name;
1825 }
1826 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1827
1828 /*
1829  * Attempt to free all slabs on a node
1830  */
1831 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1832                         struct list_head *list)
1833 {
1834         int slabs_inuse = 0;
1835         unsigned long flags;
1836         struct page *page, *h;
1837
1838         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1839         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1840                 if (!page->inuse) {
1841                         list_del(&page->lru);
1842                         discard_slab(s, page);
1843                 } else
1844                         slabs_inuse++;
1845         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1846         return slabs_inuse;
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Release all resources used by slab cache
1851  */
1852 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1853 {
1854         int node;
1855
1856         flush_all(s);
1857
1858         /* Attempt to free all objects */
1859         for_each_online_node(node) {
1860                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1861
1862                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1863                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1864                         return 1;
1865         }
1866         free_kmem_cache_nodes(s);
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1872  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1873  */
1874 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1875 {
1876         down_write(&slub_lock);
1877         s->refcount--;
1878         if (!s->refcount) {
1879                 list_del(&s->list);
1880                 if (kmem_cache_close(s))
1881                         WARN_ON(1);
1882                 sysfs_slab_remove(s);
1883                 kfree(s);
1884         }
1885         up_write(&slub_lock);
1886 }
1887 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1888
1889 /********************************************************************
1890  *              Kmalloc subsystem
1891  *******************************************************************/
1892
1893 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1894 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1895
1896 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1897 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1898 #endif
1899
1900 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1901 {
1902         get_option (&str, &slub_min_order);
1903
1904         return 1;
1905 }
1906
1907 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
1908
1909 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
1910 {
1911         get_option (&str, &slub_max_order);
1912
1913         return 1;
1914 }
1915
1916 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
1917
1918 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
1919 {
1920         get_option (&str, &slub_min_objects);
1921
1922         return 1;
1923 }
1924
1925 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
1926
1927 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
1928 {
1929         slub_nomerge = 1;
1930         return 1;
1931 }
1932
1933 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
1934
1935 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1936 {
1937         if (!str || *str != '=')
1938                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1939         else {
1940                 str++;
1941                 if (*str == 0 || *str == ',')
1942                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1943                 else
1944                 for( ;*str && *str != ','; str++)
1945                         switch (*str) {
1946                         case 'f' : case 'F' :
1947                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1948                                 break;
1949                         case 'z' : case 'Z' :
1950                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1951                                 break;
1952                         case 'p' : case 'P' :
1953                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
1954                                 break;
1955                         case 'u' : case 'U' :
1956                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1957                                 break;
1958                         case 't' : case 'T' :
1959                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
1960                                 break;
1961                         default:
1962                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1963                                         "unknown. skipped\n",*str);
1964                         }
1965         }
1966
1967         if (*str == ',')
1968                 slub_debug_slabs = str + 1;
1969         return 1;
1970 }
1971
1972 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1973
1974 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
1975                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
1976 {
1977         unsigned int flags = 0;
1978
1979         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
1980                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
1981
1982         down_write(&slub_lock);
1983         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1984                         flags, NULL, NULL))
1985                 goto panic;
1986
1987         list_add(&s->list, &slab_caches);
1988         up_write(&slub_lock);
1989         if (sysfs_slab_add(s))
1990                 goto panic;
1991         return s;
1992
1993 panic:
1994         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
1995 }
1996
1997 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
1998 {
1999         int index = kmalloc_index(size);
2000
2001         if (!index)
2002                 return NULL;
2003
2004         /* Allocation too large? */
2005         BUG_ON(index < 0);
2006
2007 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2008         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2009                 struct kmem_cache *s;
2010                 struct kmem_cache *x;
2011                 char *text;
2012                 size_t realsize;
2013
2014                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2015                 if (s)
2016                         return s;
2017
2018                 /* Dynamically create dma cache */
2019                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2020                 if (!x)
2021                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2022
2023                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2024                         realsize = 1 << index;
2025                 else {
2026                         if (index == 1)
2027                                 realsize = 96;
2028                         else
2029                                 realsize = 192;
2030                 }
2031
2032                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2033                                 (unsigned int)realsize);
2034                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2035                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2036                 return s;
2037         }
2038 #endif
2039         return &kmalloc_caches[index];
2040 }
2041
2042 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2043 {
2044         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2045
2046         if (s)
2047                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2048         return NULL;
2049 }
2050 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2051
2052 #ifdef CONFIG_NUMA
2053 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2054 {
2055         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2056
2057         if (s)
2058                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2059         return NULL;
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2062 #endif
2063
2064 size_t ksize(const void *object)
2065 {
2066         struct page *page = get_object_page(object);
2067         struct kmem_cache *s;
2068
2069         BUG_ON(!page);
2070         s = page->slab;
2071         BUG_ON(!s);
2072
2073         /*
2074          * Debugging requires use of the padding between object
2075          * and whatever may come after it.
2076          */
2077         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2078                 return s->objsize;
2079
2080         /*
2081          * If we have the need to store the freelist pointer
2082          * back there or track user information then we can
2083          * only use the space before that information.
2084          */
2085         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2086                 return s->inuse;
2087
2088         /*
2089          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2090          */
2091         return s->size;
2092 }
2093 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2094
2095 void kfree(const void *x)
2096 {
2097         struct kmem_cache *s;
2098         struct page *page;
2099
2100         if (!x)
2101                 return;
2102
2103         page = virt_to_head_page(x);
2104         s = page->slab;
2105
2106         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2107 }
2108 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2109
2110 /*
2111  *  kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists
2112  *  and then sorts the partially allocated slabs by the number
2113  *  of items in use. The slabs with the most items in use
2114  *  come first. New allocations will remove these from the
2115  *  partial list because they are full. The slabs with the
2116  *  least items are placed last. If it happens that the objects
2117  *  are freed then the page can be returned to the page allocator.
2118  */
2119 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2120 {
2121         int node;
2122         int i;
2123         struct kmem_cache_node *n;
2124         struct page *page;
2125         struct page *t;
2126         struct list_head *slabs_by_inuse =
2127                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2128         unsigned long flags;
2129
2130         if (!slabs_by_inuse)
2131                 return -ENOMEM;
2132
2133         flush_all(s);
2134         for_each_online_node(node) {
2135                 n = get_node(s, node);
2136
2137                 if (!n->nr_partial)
2138                         continue;
2139
2140                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2141                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2142
2143                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2144
2145                 /*
2146                  * Build lists indexed by the items in use in
2147                  * each slab or free slabs if empty.
2148                  *
2149                  * Note that concurrent frees may occur while
2150                  * we hold the list_lock. page->inuse here is
2151                  * the upper limit.
2152                  */
2153                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2154                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2155                                 /*
2156                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2157                                  * may have freed the last object and be
2158                                  * waiting to release the slab.
2159                                  */
2160                                 list_del(&page->lru);
2161                                 n->nr_partial--;
2162                                 slab_unlock(page);
2163                                 discard_slab(s, page);
2164                         } else {
2165                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2166                                         list_move(&page->lru,
2167                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2168                         }
2169                 }
2170
2171                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2172                         goto out;
2173
2174                 /*
2175                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up
2176                  * most first and the least used slabs at the end.
2177                  */
2178                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2179                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2180
2181         out:
2182                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2183         }
2184
2185         kfree(slabs_by_inuse);
2186         return 0;
2187 }
2188 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2189
2190 /**
2191  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2192  *
2193  * @p: object to reallocate memory for.
2194  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2195  * @flags: the type of memory to allocate.
2196  *
2197  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2198  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2199  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2200  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2201  */
2202 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2203 {
2204         struct kmem_cache *new_cache;
2205         void *ret;
2206         struct page *page;
2207
2208         if (unlikely(!p))
2209                 return kmalloc(new_size, flags);
2210
2211         if (unlikely(!new_size)) {
2212                 kfree(p);
2213                 return NULL;
2214         }
2215
2216         page = virt_to_head_page(p);
2217
2218         new_cache = get_slab(new_size, flags);
2219
2220         /*
2221          * If new size fits in the current cache, bail out.
2222          */
2223         if (likely(page->slab == new_cache))
2224                 return (void *)p;
2225
2226         ret = kmalloc(new_size, flags);
2227         if (ret) {
2228                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
2229                 kfree(p);
2230         }
2231         return ret;
2232 }
2233 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2234
2235 /********************************************************************
2236  *                      Basic setup of slabs
2237  *******************************************************************/
2238
2239 void __init kmem_cache_init(void)
2240 {
2241         int i;
2242
2243 #ifdef CONFIG_NUMA
2244         /*
2245          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2246          * struct kmalloc_cache_node's. There is special bootstrap code in
2247          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2248          */
2249         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2250                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2251 #endif
2252
2253         /* Able to allocate the per node structures */
2254         slab_state = PARTIAL;
2255
2256         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2257         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2258                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2259         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2260                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2261
2262         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2263                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2264                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2265
2266         slab_state = UP;
2267
2268         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2269         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2270                 kmalloc_caches[i]. name =
2271                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2272
2273 #ifdef CONFIG_SMP
2274         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2275 #endif
2276
2277         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2278                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2279                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2280
2281         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2282                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2283                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, L1_CACHE_BYTES,
2284                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2285                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2286 }
2287
2288 /*
2289  * Find a mergeable slab cache
2290  */
2291 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2292 {
2293         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2294                 return 1;
2295
2296         if (s->ctor || s->dtor)
2297                 return 1;
2298
2299         return 0;
2300 }
2301
2302 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2303                 size_t align, unsigned long flags,
2304                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2305                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2306 {
2307         struct list_head *h;
2308
2309         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2310                 return NULL;
2311
2312         if (ctor || dtor)
2313                 return NULL;
2314
2315         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2316         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2317         size = ALIGN(size, align);
2318
2319         list_for_each(h, &slab_caches) {
2320                 struct kmem_cache *s =
2321                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2322
2323                 if (slab_unmergeable(s))
2324                         continue;
2325
2326                 if (size > s->size)
2327                         continue;
2328
2329                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2330                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2331                                 continue;
2332                 /*
2333                  * Check if alignment is compatible.
2334                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2335                  */
2336                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2337                         continue;
2338
2339                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2340                         continue;
2341
2342                 return s;
2343         }
2344         return NULL;
2345 }
2346
2347 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2348                 size_t align, unsigned long flags,
2349                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2350                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2351 {
2352         struct kmem_cache *s;
2353
2354         down_write(&slub_lock);
2355         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2356         if (s) {
2357                 s->refcount++;
2358                 /*
2359                  * Adjust the object sizes so that we clear
2360                  * the complete object on kzalloc.
2361                  */
2362                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2363                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2364                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2365                         goto err;
2366         } else {
2367                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2368                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2369                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2370                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2371                                 kfree(s);
2372                                 goto err;
2373                         }
2374                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2375                 } else
2376                         kfree(s);
2377         }
2378         up_write(&slub_lock);
2379         return s;
2380
2381 err:
2382         up_write(&slub_lock);
2383         if (flags & SLAB_PANIC)
2384                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2385         else
2386                 s = NULL;
2387         return s;
2388 }
2389 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2390
2391 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2392 {
2393         void *x;
2394
2395         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2396         if (x)
2397                 memset(x, 0, s->objsize);
2398         return x;
2399 }
2400 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2401
2402 #ifdef CONFIG_SMP
2403 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2404 {
2405         struct list_head *h;
2406
2407         down_read(&slub_lock);
2408         list_for_each(h, &slab_caches) {
2409                 struct kmem_cache *s =
2410                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2411
2412                 func(s, cpu);
2413         }
2414         up_read(&slub_lock);
2415 }
2416
2417 /*
2418  * Use the cpu notifier to insure that the slab are flushed
2419  * when necessary.
2420  */
2421 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2422                 unsigned long action, void *hcpu)
2423 {
2424         long cpu = (long)hcpu;
2425
2426         switch (action) {
2427         case CPU_UP_CANCELED:
2428         case CPU_DEAD:
2429                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2430                 break;
2431         default:
2432                 break;
2433         }
2434         return NOTIFY_OK;
2435 }
2436
2437 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2438         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2439
2440 #endif
2441
2442 #ifdef CONFIG_NUMA
2443
2444 /*****************************************************************
2445  * Generic reaper used to support the page allocator
2446  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2447  *
2448  * Maybe move this to the page allocator?
2449  ****************************************************************/
2450
2451 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2452
2453 static void init_reap_node(int cpu)
2454 {
2455         int node;
2456
2457         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2458         if (node == MAX_NUMNODES)
2459                 node = first_node(node_online_map);
2460
2461         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2462 }
2463
2464 static void next_reap_node(void)
2465 {
2466         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2467
2468         /*
2469          * Also drain per cpu pages on remote zones
2470          */
2471         if (node != numa_node_id())
2472                 drain_node_pages(node);
2473
2474         node = next_node(node, node_online_map);
2475         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2476                 node = first_node(node_online_map);
2477         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2478 }
2479 #else
2480 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2481 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2482 #endif
2483
2484 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2485
2486 #ifdef CONFIG_SMP
2487 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2488
2489 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2490 {
2491         next_reap_node();
2492         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2493         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2494                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2495 }
2496
2497 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2498 {
2499         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2500
2501         /*
2502          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2503          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2504          * at that time.
2505          */
2506         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2507                 init_reap_node(cpu);
2508                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2509                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2510         }
2511 }
2512
2513 static int __init cpucache_init(void)
2514 {
2515         int cpu;
2516
2517         /*
2518          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2519          */
2520         for_each_online_cpu(cpu)
2521                 start_cpu_timer(cpu);
2522         return 0;
2523 }
2524 __initcall(cpucache_init);
2525 #endif
2526
2527 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2528 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s);
2529
2530 static void resiliency_test(void)
2531 {
2532         u8 *p;
2533
2534         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2535         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2536         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2537
2538         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2539         p[16] = 0x12;
2540         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2541                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2542
2543         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2544
2545         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2546         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2547         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2548         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2549                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2550         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2551
2552         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2553         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2554         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2555         *p = 0x56;
2556         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2557                                                                         p);
2558         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2559         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2560
2561         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2562         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2563         kfree(p);
2564         *p = 0x78;
2565         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2566         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2567
2568         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2569         kfree(p);
2570         p[50] = 0x9a;
2571         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2572         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2573
2574         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2575         kfree(p);
2576         p[512] = 0xab;
2577         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2578         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2579 }
2580 #else
2581 static void resiliency_test(void) {};
2582 #endif
2583
2584 /*
2585  * These are not as efficient as kmalloc for the non debug case.
2586  * We do not have the page struct available so we have to touch one
2587  * cacheline in struct kmem_cache to check slab flags.
2588  */
2589 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2590 {
2591         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2592
2593         if (!s)
2594                 return NULL;
2595
2596         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2597 }
2598
2599 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2600                                         int node, void *caller)
2601 {
2602         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2603
2604         if (!s)
2605                 return NULL;
2606
2607         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2608 }
2609
2610 #ifdef CONFIG_SYSFS
2611
2612 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2613 {
2614         void *p;
2615         void *addr = page_address(page);
2616         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2617
2618         if (!check_slab(s, page) ||
2619                         !on_freelist(s, page, NULL))
2620                 return 0;
2621
2622         /* Now we know that a valid freelist exists */
2623         bitmap_zero(map, s->objects);
2624
2625         for(p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p)) {
2626                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2627                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2628                         return 0;
2629         }
2630
2631         for(p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2632                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map))
2633                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2634                                 return 0;
2635         return 1;
2636 }
2637
2638 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2639 {
2640         if (slab_trylock(page)) {
2641                 validate_slab(s, page);
2642                 slab_unlock(page);
2643         } else
2644                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2645                         s->name, page);
2646
2647         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2648                 if (!PageError(page))
2649                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError not set "
2650                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2651         } else {
2652                 if (PageError(page))
2653                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError set on "
2654                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2655         }
2656 }
2657
2658 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2659 {
2660         unsigned long count = 0;
2661         struct page *page;
2662         unsigned long flags;
2663
2664         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2665
2666         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2667                 validate_slab_slab(s, page);
2668                 count++;
2669         }
2670         if (count != n->nr_partial)
2671                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2672                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2673
2674         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2675                 goto out;
2676
2677         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2678                 validate_slab_slab(s, page);
2679                 count++;
2680         }
2681         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2682                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2683                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2684                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2685
2686 out:
2687         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2688         return count;
2689 }
2690
2691 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2692 {
2693         int node;
2694         unsigned long count = 0;
2695
2696         flush_all(s);
2697         for_each_online_node(node) {
2698                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2699
2700                 count += validate_slab_node(s, n);
2701         }
2702         return count;
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Generate lists of locations where slabcache objects are allocated
2707  * and freed.
2708  */
2709
2710 struct location {
2711         unsigned long count;
2712         void *addr;
2713 };
2714
2715 struct loc_track {
2716         unsigned long max;
2717         unsigned long count;
2718         struct location *loc;
2719 };
2720
2721 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2722 {
2723         if (t->max)
2724                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2725                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2726 }
2727
2728 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2729 {
2730         struct location *l;
2731         int order;
2732
2733         if (!max)
2734                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2735
2736         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2737
2738         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2739
2740         if (!l)
2741                 return 0;
2742
2743         if (t->count) {
2744                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2745                 free_loc_track(t);
2746         }
2747         t->max = max;
2748         t->loc = l;
2749         return 1;
2750 }
2751
2752 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2753                                                 void *addr)
2754 {
2755         long start, end, pos;
2756         struct location *l;
2757         void *caddr;
2758
2759         start = -1;
2760         end = t->count;
2761
2762         for ( ; ; ) {
2763                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2764
2765                 /*
2766                  * There is nothing at "end". If we end up there
2767                  * we need to add something to before end.
2768                  */
2769                 if (pos == end)
2770                         break;
2771
2772                 caddr = t->loc[pos].addr;
2773                 if (addr == caddr) {
2774                         t->loc[pos].count++;
2775                         return 1;
2776                 }
2777
2778                 if (addr < caddr)
2779                         end = pos;
2780                 else
2781                         start = pos;
2782         }
2783
2784         /*
2785          * Not found. Insert new tracking element
2786          */
2787         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2788                 return 0;
2789
2790         l = t->loc + pos;
2791         if (pos < t->count)
2792                 memmove(l + 1, l,
2793                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2794         t->count++;
2795         l->count = 1;
2796         l->addr = addr;
2797         return 1;
2798 }
2799
2800 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2801                 struct page *page, enum track_item alloc)
2802 {
2803         void *addr = page_address(page);
2804         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2805         void *p;
2806
2807         bitmap_zero(map, s->objects);
2808         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
2809                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2810
2811         for (p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2812                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map)) {
2813                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2814
2815                         add_location(t, s, addr);
2816                 }
2817 }
2818
2819 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2820                                         enum track_item alloc)
2821 {
2822         int n = 0;
2823         unsigned long i;
2824         struct loc_track t;
2825         int node;
2826
2827         t.count = 0;
2828         t.max = 0;
2829
2830         /* Push back cpu slabs */
2831         flush_all(s);
2832
2833         for_each_online_node(node) {
2834                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2835                 unsigned long flags;
2836                 struct page *page;
2837
2838                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2839                         continue;
2840
2841                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2842                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2843                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2844                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2845                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2846                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2847         }
2848
2849         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2850                 void *addr = t.loc[i].addr;
2851
2852                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2853                         break;
2854                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2855                 if (addr)
2856                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2857                 else
2858                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2859                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2860         }
2861
2862         free_loc_track(&t);
2863         if (!t.count)
2864                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2865         return n;
2866 }
2867
2868 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2869 {
2870         unsigned long flags;
2871         unsigned long x = 0;
2872         struct page *page;
2873
2874         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2875         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2876                 x += page->inuse;
2877         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2878         return x;
2879 }
2880
2881 enum slab_stat_type {
2882         SL_FULL,
2883         SL_PARTIAL,
2884         SL_CPU,
2885         SL_OBJECTS
2886 };
2887
2888 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2889 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2890 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2891 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2892
2893 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2894                         char *buf, unsigned long flags)
2895 {
2896         unsigned long total = 0;
2897         int cpu;
2898         int node;
2899         int x;
2900         unsigned long *nodes;
2901         unsigned long *per_cpu;
2902
2903         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2904         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2905
2906         for_each_possible_cpu(cpu) {
2907                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2908                 int node;
2909
2910                 if (page) {
2911                         node = page_to_nid(page);
2912                         if (flags & SO_CPU) {
2913                                 int x = 0;
2914
2915                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2916                                         x = page->inuse;
2917                                 else
2918                                         x = 1;
2919                                 total += x;
2920                                 nodes[node] += x;
2921                         }
2922                         per_cpu[node]++;
2923                 }
2924         }
2925
2926         for_each_online_node(node) {
2927                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2928
2929                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2930                         if (flags & SO_OBJECTS)
2931                                 x = count_partial(n);
2932                         else
2933                                 x = n->nr_partial;
2934                         total += x;
2935                         nodes[node] += x;
2936                 }
2937
2938                 if (flags & SO_FULL) {
2939                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2940                                         - per_cpu[node]
2941                                         - n->nr_partial;
2942
2943                         if (flags & SO_OBJECTS)
2944                                 x = full_slabs * s->objects;
2945                         else
2946                                 x = full_slabs;
2947                         total += x;
2948                         nodes[node] += x;
2949                 }
2950         }
2951
2952         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2953 #ifdef CONFIG_NUMA
2954         for_each_online_node(node)
2955                 if (nodes[node])
2956                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2957                                         node, nodes[node]);
2958 #endif
2959         kfree(nodes);
2960         return x + sprintf(buf + x, "\n");
2961 }
2962
2963 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
2964 {
2965         int node;
2966         int cpu;
2967
2968         for_each_possible_cpu(cpu)
2969                 if (s->cpu_slab[cpu])
2970                         return 1;
2971
2972         for_each_node(node) {
2973                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2974
2975                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
2976                         return 1;
2977         }
2978         return 0;
2979 }
2980
2981 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
2982 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
2983
2984 struct slab_attribute {
2985         struct attribute attr;
2986         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
2987         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
2988 };
2989
2990 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
2991         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
2992
2993 #define SLAB_ATTR(_name) \
2994         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
2995         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
2996
2997 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
2998 {
2999         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3000 }
3001 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3002
3003 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3004 {
3005         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3006 }
3007 SLAB_ATTR_RO(align);
3008
3009 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3010 {
3011         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3012 }
3013 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3014
3015 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3016 {
3017         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3018 }
3019 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3020
3021 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3022 {
3023         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3024 }
3025 SLAB_ATTR_RO(order);
3026
3027 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3028 {
3029         if (s->ctor) {
3030                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3031
3032                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3033         }
3034         return 0;
3035 }
3036 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3037
3038 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3039 {
3040         if (s->dtor) {
3041                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3042
3043                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3044         }
3045         return 0;
3046 }
3047 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3048
3049 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3050 {
3051         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3052 }
3053 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3054
3055 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3056 {
3057         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3058 }
3059 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3060
3061 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3062 {
3063         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3064 }
3065 SLAB_ATTR_RO(partial);
3066
3067 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3068 {
3069         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3070 }
3071 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3072
3073 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3074 {
3075         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3076 }
3077 SLAB_ATTR_RO(objects);
3078
3079 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3080 {
3081         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3082 }
3083
3084 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3085                                 const char *buf, size_t length)
3086 {
3087         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3088         if (buf[0] == '1')
3089                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3090         return length;
3091 }
3092 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3093
3094 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3095 {
3096         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3097 }
3098
3099 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3100                                                         size_t length)
3101 {
3102         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3103         if (buf[0] == '1')
3104                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3105         return length;
3106 }
3107 SLAB_ATTR(trace);
3108
3109 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3110 {
3111         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3112 }
3113
3114 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3115                                 const char *buf, size_t length)
3116 {
3117         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3118         if (buf[0] == '1')
3119                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3120         return length;
3121 }
3122 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3123
3124 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3125 {
3126         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3127 }
3128 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3129
3130 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3131 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3132 {
3133         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3134 }
3135 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3136 #endif
3137
3138 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3139 {
3140         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3141 }
3142 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3143
3144 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3145 {
3146         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3147 }
3148
3149 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3150                                 const char *buf, size_t length)
3151 {
3152         if (any_slab_objects(s))
3153                 return -EBUSY;
3154
3155         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3156         if (buf[0] == '1')
3157                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3158         calculate_sizes(s);
3159         return length;
3160 }
3161 SLAB_ATTR(red_zone);
3162
3163 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3164 {
3165         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3166 }
3167
3168 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3169                                 const char *buf, size_t length)
3170 {
3171         if (any_slab_objects(s))
3172                 return -EBUSY;
3173
3174         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3175         if (buf[0] == '1')
3176                 s->flags |= SLAB_POISON;
3177         calculate_sizes(s);
3178         return length;
3179 }
3180 SLAB_ATTR(poison);
3181
3182 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3183 {
3184         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3185 }
3186
3187 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3188                                 const char *buf, size_t length)
3189 {
3190         if (any_slab_objects(s))
3191                 return -EBUSY;
3192
3193         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3194         if (buf[0] == '1')
3195                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3196         calculate_sizes(s);
3197         return length;
3198 }
3199 SLAB_ATTR(store_user);
3200
3201 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3202 {
3203         return 0;
3204 }
3205
3206 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3207                         const char *buf, size_t length)
3208 {
3209         if (buf[0] == '1')
3210                 validate_slab_cache(s);
3211         else
3212                 return -EINVAL;
3213         return length;
3214 }
3215 SLAB_ATTR(validate);
3216
3217 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3218 {
3219         return 0;
3220 }
3221
3222 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3223                         const char *buf, size_t length)
3224 {
3225         if (buf[0] == '1') {
3226                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3227
3228                 if (rc)
3229                         return rc;
3230         } else
3231                 return -EINVAL;
3232         return length;
3233 }
3234 SLAB_ATTR(shrink);
3235
3236 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3237 {
3238         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3239                 return -ENOSYS;
3240         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3241 }
3242 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3243
3244 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3245 {
3246         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3247                 return -ENOSYS;
3248         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3249 }
3250 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3251
3252 #ifdef CONFIG_NUMA
3253 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3254 {
3255         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3256 }
3257
3258 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3259                                 const char *buf, size_t length)
3260 {
3261         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3262
3263         if (n < 100)
3264                 s->defrag_ratio = n * 10;
3265         return length;
3266 }
3267 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3268 #endif
3269
3270 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3271         &slab_size_attr.attr,
3272         &object_size_attr.attr,
3273         &objs_per_slab_attr.attr,
3274         &order_attr.attr,
3275         &objects_attr.attr,
3276         &slabs_attr.attr,
3277         &partial_attr.attr,
3278         &cpu_slabs_attr.attr,
3279         &ctor_attr.attr,
3280         &dtor_attr.attr,
3281         &aliases_attr.attr,
3282         &align_attr.attr,
3283         &sanity_checks_attr.attr,
3284         &trace_attr.attr,
3285         &hwcache_align_attr.attr,
3286         &reclaim_account_attr.attr,
3287         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3288         &red_zone_attr.attr,
3289         &poison_attr.attr,
3290         &store_user_attr.attr,
3291         &validate_attr.attr,
3292         &shrink_attr.attr,
3293         &alloc_calls_attr.attr,
3294         &free_calls_attr.attr,
3295 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3296         &cache_dma_attr.attr,
3297 #endif
3298 #ifdef CONFIG_NUMA
3299         &defrag_ratio_attr.attr,
3300 #endif
3301         NULL
3302 };
3303
3304 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3305         .attrs = slab_attrs,
3306 };
3307
3308 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3309                                 struct attribute *attr,
3310                                 char *buf)
3311 {
3312         struct slab_attribute *attribute;
3313         struct kmem_cache *s;
3314         int err;
3315
3316         attribute = to_slab_attr(attr);
3317         s = to_slab(kobj);
3318
3319         if (!attribute->show)
3320                 return -EIO;
3321
3322         err = attribute->show(s, buf);
3323
3324         return err;
3325 }
3326
3327 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3328                                 struct attribute *attr,
3329                                 const char *buf, size_t len)
3330 {
3331         struct slab_attribute *attribute;
3332         struct kmem_cache *s;
3333         int err;
3334
3335         attribute = to_slab_attr(attr);
3336         s = to_slab(kobj);
3337
3338         if (!attribute->store)
3339                 return -EIO;
3340
3341         err = attribute->store(s, buf, len);
3342
3343         return err;
3344 }
3345
3346 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3347         .show = slab_attr_show,
3348         .store = slab_attr_store,
3349 };
3350
3351 static struct kobj_type slab_ktype = {
3352         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3353 };
3354
3355 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3356 {
3357         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3358
3359         if (ktype == &slab_ktype)
3360                 return 1;
3361         return 0;
3362 }
3363
3364 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3365         .filter = uevent_filter,
3366 };
3367
3368 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3369
3370 #define ID_STR_LENGTH 64
3371
3372 /* Create a unique string id for a slab cache:
3373  * format
3374  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3375  */
3376 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3377 {
3378         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3379         char *p = name;
3380
3381         BUG_ON(!name);
3382
3383         *p++ = ':';
3384         /*
3385          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3386          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3387          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3388          * are matched during merging to guarantee that the id is
3389          * unique.
3390          */
3391         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3392                 *p++ = 'd';
3393         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3394                 *p++ = 'a';
3395         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3396                 *p++ = 'F';
3397         if (p != name + 1)
3398                 *p++ = '-';
3399         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3400         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3401         return name;
3402 }
3403
3404 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3405 {
3406         int err;
3407         const char *name;
3408         int unmergeable;
3409
3410         if (slab_state < SYSFS)
3411                 /* Defer until later */
3412                 return 0;
3413
3414         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3415         if (unmergeable) {
3416                 /*
3417                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3418                  * This is typically the case for debug situations. In that
3419                  * case we can catch duplicate names easily.
3420                  */
3421                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3422                 name = s->name;
3423         } else {
3424                 /*
3425                  * Create a unique name for the slab as a target
3426                  * for the symlinks.
3427                  */
3428                 name = create_unique_id(s);
3429         }
3430
3431         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3432         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3433         kobject_init(&s->kobj);
3434         err = kobject_add(&s->kobj);
3435         if (err)
3436                 return err;
3437
3438         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3439         if (err)
3440                 return err;
3441         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3442         if (!unmergeable) {
3443                 /* Setup first alias */
3444                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3445                 kfree(name);
3446         }
3447         return 0;
3448 }
3449
3450 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3451 {
3452         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3453         kobject_del(&s->kobj);
3454 }
3455
3456 /*
3457  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3458  * available lest we loose that information.
3459  */
3460 struct saved_alias {
3461         struct kmem_cache *s;
3462         const char *name;
3463         struct saved_alias *next;
3464 };
3465
3466 struct saved_alias *alias_list;
3467
3468 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3469 {
3470         struct saved_alias *al;
3471
3472         if (slab_state == SYSFS) {
3473                 /*
3474                  * If we have a leftover link then remove it.
3475                  */
3476                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3477                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3478                                                 &s->kobj, name);
3479         }
3480
3481         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3482         if (!al)
3483                 return -ENOMEM;
3484
3485         al->s = s;
3486         al->name = name;
3487         al->next = alias_list;
3488         alias_list = al;
3489         return 0;
3490 }
3491
3492 static int __init slab_sysfs_init(void)
3493 {
3494         int err;
3495
3496         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3497         if (err) {
3498                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3499                 return -ENOSYS;
3500         }
3501
3502         finish_bootstrap();
3503
3504         while (alias_list) {
3505                 struct saved_alias *al = alias_list;
3506
3507                 alias_list = alias_list->next;
3508                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3509                 BUG_ON(err);
3510                 kfree(al);
3511         }
3512
3513         resiliency_test();
3514         return 0;
3515 }
3516
3517 __initcall(slab_sysfs_init);
3518 #else
3519 __initcall(finish_bootstrap);
3520 #endif