slab allocators: Remove SLAB_CTOR_ATOMIC
[powerpc.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         if (flags & __GFP_NO_GROW)
819                 return NULL;
820
821         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
822
823         if (flags & __GFP_WAIT)
824                 local_irq_enable();
825
826         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
827         if (!page)
828                 goto out;
829
830         n = get_node(s, page_to_nid(page));
831         if (n)
832                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
833         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
834         page->slab = s;
835         page->flags |= 1 << PG_slab;
836         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
837                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
838                 page->flags |= 1 << PG_error;
839
840         start = page_address(page);
841         end = start + s->objects * s->size;
842
843         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
844                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
845
846         last = start;
847         for (p = start + s->size; p < end; p += s->size) {
848                 setup_object(s, page, last);
849                 set_freepointer(s, last, p);
850                 last = p;
851         }
852         setup_object(s, page, last);
853         set_freepointer(s, last, NULL);
854
855         page->freelist = start;
856         page->inuse = 0;
857 out:
858         if (flags & __GFP_WAIT)
859                 local_irq_disable();
860         return page;
861 }
862
863 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
864 {
865         int pages = 1 << s->order;
866
867         if (unlikely(PageError(page) || s->dtor)) {
868                 void *start = page_address(page);
869                 void *end = start + (pages << PAGE_SHIFT);
870                 void *p;
871
872                 slab_pad_check(s, page);
873                 for (p = start; p <= end - s->size; p += s->size) {
874                         if (s->dtor)
875                                 s->dtor(p, s, 0);
876                         check_object(s, page, p, 0);
877                 }
878         }
879
880         mod_zone_page_state(page_zone(page),
881                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
882                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
883                 - pages);
884
885         page->mapping = NULL;
886         __free_pages(page, s->order);
887 }
888
889 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
890 {
891         struct page *page;
892
893         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
894         __free_slab(page->slab, page);
895 }
896
897 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
898 {
899         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
900                 /*
901                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
902                  */
903                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
904
905                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
906         } else
907                 __free_slab(s, page);
908 }
909
910 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
911 {
912         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
913
914         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
915         reset_page_mapcount(page);
916         page->flags &= ~(1 << PG_slab | 1 << PG_error);
917         free_slab(s, page);
918 }
919
920 /*
921  * Per slab locking using the pagelock
922  */
923 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
924 {
925         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
926 }
927
928 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
929 {
930         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
931 }
932
933 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
934 {
935         int rc = 1;
936
937         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
938         return rc;
939 }
940
941 /*
942  * Management of partially allocated slabs
943  */
944 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
945 {
946         spin_lock(&n->list_lock);
947         n->nr_partial++;
948         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
949         spin_unlock(&n->list_lock);
950 }
951
952 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
953 {
954         spin_lock(&n->list_lock);
955         n->nr_partial++;
956         list_add(&page->lru, &n->partial);
957         spin_unlock(&n->list_lock);
958 }
959
960 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
961                                                 struct page *page)
962 {
963         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
964
965         spin_lock(&n->list_lock);
966         list_del(&page->lru);
967         n->nr_partial--;
968         spin_unlock(&n->list_lock);
969 }
970
971 /*
972  * Lock page and remove it from the partial list
973  *
974  * Must hold list_lock
975  */
976 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
977 {
978         if (slab_trylock(page)) {
979                 list_del(&page->lru);
980                 n->nr_partial--;
981                 return 1;
982         }
983         return 0;
984 }
985
986 /*
987  * Try to get a partial slab from a specific node
988  */
989 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
990 {
991         struct page *page;
992
993         /*
994          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
995          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
996          * partial slab then get_partials() will return NULL.
997          */
998         if (!n || !n->nr_partial)
999                 return NULL;
1000
1001         spin_lock(&n->list_lock);
1002         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1003                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1004                         goto out;
1005         page = NULL;
1006 out:
1007         spin_unlock(&n->list_lock);
1008         return page;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA
1013  * distances.
1014  */
1015 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1016 {
1017 #ifdef CONFIG_NUMA
1018         struct zonelist *zonelist;
1019         struct zone **z;
1020         struct page *page;
1021
1022         /*
1023          * The defrag ratio allows to configure the tradeoffs between
1024          * inter node defragmentation and node local allocations.
1025          * A lower defrag_ratio increases the tendency to do local
1026          * allocations instead of scanning throught the partial
1027          * lists on other nodes.
1028          *
1029          * If defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1030          * returns node local objects. If its higher then kmalloc()
1031          * may return off node objects in order to avoid fragmentation.
1032          *
1033          * A higher ratio means slabs may be taken from other nodes
1034          * thus reducing the number of partial slabs on those nodes.
1035          *
1036          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1037          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation
1038          * will first attempt to defrag slab caches on other nodes. This
1039          * means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1040          * may be a bit expensive to do on every slab allocation.
1041          */
1042         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1043                 return NULL;
1044
1045         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1046                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1047         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1048                 struct kmem_cache_node *n;
1049
1050                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1051
1052                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1053                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1054                         page = get_partial_node(n);
1055                         if (page)
1056                                 return page;
1057                 }
1058         }
1059 #endif
1060         return NULL;
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Get a partial page, lock it and return it.
1065  */
1066 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1067 {
1068         struct page *page;
1069         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1070
1071         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1072         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1073                 return page;
1074
1075         return get_any_partial(s, flags);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Move a page back to the lists.
1080  *
1081  * Must be called with the slab lock held.
1082  *
1083  * On exit the slab lock will have been dropped.
1084  */
1085 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1086 {
1087         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1088
1089         if (page->inuse) {
1090
1091                 if (page->freelist)
1092                         add_partial(n, page);
1093                 else if (PageError(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1094                         add_full(n, page);
1095                 slab_unlock(page);
1096
1097         } else {
1098                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1099                         /*
1100                          * Adding an empty page to the partial slabs in order
1101                          * to avoid page allocator overhead. This page needs to
1102                          * come after all the others that are not fully empty
1103                          * in order to make sure that we do maximum
1104                          * defragmentation.
1105                          */
1106                         add_partial_tail(n, page);
1107                         slab_unlock(page);
1108                 } else {
1109                         slab_unlock(page);
1110                         discard_slab(s, page);
1111                 }
1112         }
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Remove the cpu slab
1117  */
1118 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1119 {
1120         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1121         ClearPageActive(page);
1122
1123         putback_slab(s, page);
1124 }
1125
1126 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1127 {
1128         slab_lock(page);
1129         deactivate_slab(s, page, cpu);
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Flush cpu slab.
1134  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1135  */
1136 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1137 {
1138         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1139
1140         if (likely(page))
1141                 flush_slab(s, page, cpu);
1142 }
1143
1144 static void flush_cpu_slab(void *d)
1145 {
1146         struct kmem_cache *s = d;
1147         int cpu = smp_processor_id();
1148
1149         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1150 }
1151
1152 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1153 {
1154 #ifdef CONFIG_SMP
1155         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1156 #else
1157         unsigned long flags;
1158
1159         local_irq_save(flags);
1160         flush_cpu_slab(s);
1161         local_irq_restore(flags);
1162 #endif
1163 }
1164
1165 /*
1166  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1167  * (aside from the stack):
1168  *
1169  * 1. The page struct
1170  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1171  *
1172  * The only cache lines that are read (apart from code) is the
1173  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1174  *
1175  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1176  * debugging enabled (which means all slabs are marked with PageError)
1177  */
1178 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1179                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1180 {
1181         struct page *page;
1182         void **object;
1183         unsigned long flags;
1184         int cpu;
1185
1186         local_irq_save(flags);
1187         cpu = smp_processor_id();
1188         page = s->cpu_slab[cpu];
1189         if (!page)
1190                 goto new_slab;
1191
1192         slab_lock(page);
1193         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1194                 goto another_slab;
1195 redo:
1196         object = page->freelist;
1197         if (unlikely(!object))
1198                 goto another_slab;
1199         if (unlikely(PageError(page)))
1200                 goto debug;
1201
1202 have_object:
1203         page->inuse++;
1204         page->freelist = object[page->offset];
1205         slab_unlock(page);
1206         local_irq_restore(flags);
1207         return object;
1208
1209 another_slab:
1210         deactivate_slab(s, page, cpu);
1211
1212 new_slab:
1213         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1214         if (likely(page)) {
1215 have_slab:
1216                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1217                 SetPageActive(page);
1218                 goto redo;
1219         }
1220
1221         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1222         if (page) {
1223                 cpu = smp_processor_id();
1224                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1225                         /*
1226                          * Someone else populated the cpu_slab while we enabled
1227                          * interrupts, or we have got scheduled on another cpu.
1228                          * The page may not be on the requested node.
1229                          */
1230                         if (node == -1 ||
1231                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1232                                 /*
1233                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1234                                  * want the current one since its cache hot
1235                                  */
1236                                 discard_slab(s, page);
1237                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1238                                 slab_lock(page);
1239                                 goto redo;
1240                         }
1241                         /* Dump the current slab */
1242                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1243                 }
1244                 slab_lock(page);
1245                 goto have_slab;
1246         }
1247         local_irq_restore(flags);
1248         return NULL;
1249 debug:
1250         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1251                 goto another_slab;
1252         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1253                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1254         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1255                 printk(KERN_INFO "TRACE %s alloc 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1256                         s->name, object, page->inuse,
1257                         page->freelist);
1258                 dump_stack();
1259         }
1260         init_object(s, object, 1);
1261         goto have_object;
1262 }
1263
1264 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1265 {
1266         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1267 }
1268 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1269
1270 #ifdef CONFIG_NUMA
1271 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1272 {
1273         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1276 #endif
1277
1278 /*
1279  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1280  * cacheline of the object.
1281  *
1282  * No special cachelines need to be read
1283  */
1284 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1285                                         void *x, void *addr)
1286 {
1287         void *prior;
1288         void **object = (void *)x;
1289         unsigned long flags;
1290
1291         local_irq_save(flags);
1292         slab_lock(page);
1293
1294         if (unlikely(PageError(page)))
1295                 goto debug;
1296 checks_ok:
1297         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1298         page->freelist = object;
1299         page->inuse--;
1300
1301         if (unlikely(PageActive(page)))
1302                 /*
1303                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1304                  * never freed.
1305                  */
1306                 goto out_unlock;
1307
1308         if (unlikely(!page->inuse))
1309                 goto slab_empty;
1310
1311         /*
1312          * Objects left in the slab. If it
1313          * was not on the partial list before
1314          * then add it.
1315          */
1316         if (unlikely(!prior))
1317                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1318
1319 out_unlock:
1320         slab_unlock(page);
1321         local_irq_restore(flags);
1322         return;
1323
1324 slab_empty:
1325         if (prior)
1326                 /*
1327                  * Slab on the partial list.
1328                  */
1329                 remove_partial(s, page);
1330
1331         slab_unlock(page);
1332         discard_slab(s, page);
1333         local_irq_restore(flags);
1334         return;
1335
1336 debug:
1337         if (!free_object_checks(s, page, x))
1338                 goto out_unlock;
1339         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1340                 remove_full(s, page);
1341         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1342                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1343         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1344                 printk(KERN_INFO "TRACE %s free 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1345                         s->name, object, page->inuse,
1346                         page->freelist);
1347                 print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
1348                 dump_stack();
1349         }
1350         init_object(s, object, 0);
1351         goto checks_ok;
1352 }
1353
1354 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1355 {
1356         struct page *page;
1357
1358         page = virt_to_head_page(x);
1359
1360         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1361 }
1362 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1363
1364 /* Figure out on which slab object the object resides */
1365 static struct page *get_object_page(const void *x)
1366 {
1367         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1368
1369         if (!PageSlab(page))
1370                 return NULL;
1371
1372         return page;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * kmem_cache_open produces objects aligned at "size" and the first object
1377  * is placed at offset 0 in the slab (We have no metainformation on the
1378  * slab, all slabs are in essence "off slab").
1379  *
1380  * In order to get the desired alignment one just needs to align the
1381  * size.
1382  *
1383  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1384  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1385  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1386  * must be moved on and off the partial lists and therefore may influence
1387  * locking overhead.
1388  *
1389  * The offset is used to relocate the free list link in each object. It is
1390  * therefore possible to move the free list link behind the object. This
1391  * is necessary for RCU to work properly and also useful for debugging.
1392  */
1393
1394 /*
1395  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1396  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1397  * and increases the number of allocations possible without having to
1398  * take the list_lock.
1399  */
1400 static int slub_min_order;
1401 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1402
1403 /*
1404  * Minimum number of objects per slab. This is necessary in order to
1405  * reduce locking overhead. Similar to the queue size in SLAB.
1406  */
1407 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1408
1409 /*
1410  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1411  */
1412 static int slub_nomerge;
1413
1414 /*
1415  * Debug settings:
1416  */
1417 static int slub_debug;
1418
1419 static char *slub_debug_slabs;
1420
1421 /*
1422  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1423  *
1424  * The order of allocation has significant impact on other elements
1425  * of the system. Generally order 0 allocations should be preferred
1426  * since they do not cause fragmentation in the page allocator. Larger
1427  * objects may have problems with order 0 because there may be too much
1428  * space left unused in a slab. We go to a higher order if more than 1/8th
1429  * of the slab would be wasted.
1430  *
1431  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that
1432  * a minimum number of objects is in one slab. Otherwise we may
1433  * generate too much activity on the partial lists. This is less a
1434  * concern for large slabs though. slub_max_order specifies the order
1435  * where we begin to stop considering the number of objects in a slab.
1436  *
1437  * Higher order allocations also allow the placement of more objects
1438  * in a slab and thereby reduce object handling overhead. If the user
1439  * has requested a higher mininum order then we start with that one
1440  * instead of zero.
1441  */
1442 static int calculate_order(int size)
1443 {
1444         int order;
1445         int rem;
1446
1447         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1448                         order < MAX_ORDER; order++) {
1449                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1450
1451                 if (slub_max_order > order &&
1452                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1453                         continue;
1454
1455                 if (slab_size < size)
1456                         continue;
1457
1458                 rem = slab_size % size;
1459
1460                 if (rem <= (PAGE_SIZE << order) / 8)
1461                         break;
1462
1463         }
1464         if (order >= MAX_ORDER)
1465                 return -E2BIG;
1466         return order;
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Function to figure out which alignment to use from the
1471  * various ways of specifying it.
1472  */
1473 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1474                 unsigned long align, unsigned long size)
1475 {
1476         /*
1477          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1478          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1479          * large.
1480          *
1481          * The hardware cache alignment cannot override the
1482          * specified alignment though. If that is greater
1483          * then use it.
1484          */
1485         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1486                         size > L1_CACHE_BYTES / 2)
1487                 return max_t(unsigned long, align, L1_CACHE_BYTES);
1488
1489         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1490                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1491
1492         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1493 }
1494
1495 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1496 {
1497         n->nr_partial = 0;
1498         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1499         spin_lock_init(&n->list_lock);
1500         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1501         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1502 }
1503
1504 #ifdef CONFIG_NUMA
1505 /*
1506  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1507  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1508  * possible.
1509  *
1510  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1511  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1512  */
1513 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1514                                                                 int node)
1515 {
1516         struct page *page;
1517         struct kmem_cache_node *n;
1518
1519         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1520
1521         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1522         /* new_slab() disables interupts */
1523         local_irq_enable();
1524
1525         BUG_ON(!page);
1526         n = page->freelist;
1527         BUG_ON(!n);
1528         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1529         page->inuse++;
1530         kmalloc_caches->node[node] = n;
1531         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1532         init_kmem_cache_node(n);
1533         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1534         add_partial(n, page);
1535         return n;
1536 }
1537
1538 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1539 {
1540         int node;
1541
1542         for_each_online_node(node) {
1543                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1544                 if (n && n != &s->local_node)
1545                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1546                 s->node[node] = NULL;
1547         }
1548 }
1549
1550 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1551 {
1552         int node;
1553         int local_node;
1554
1555         if (slab_state >= UP)
1556                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1557         else
1558                 local_node = 0;
1559
1560         for_each_online_node(node) {
1561                 struct kmem_cache_node *n;
1562
1563                 if (local_node == node)
1564                         n = &s->local_node;
1565                 else {
1566                         if (slab_state == DOWN) {
1567                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1568                                                                 node);
1569                                 continue;
1570                         }
1571                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1572                                                         gfpflags, node);
1573
1574                         if (!n) {
1575                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1576                                 return 0;
1577                         }
1578
1579                 }
1580                 s->node[node] = n;
1581                 init_kmem_cache_node(n);
1582         }
1583         return 1;
1584 }
1585 #else
1586 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1587 {
1588 }
1589
1590 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1591 {
1592         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1593         return 1;
1594 }
1595 #endif
1596
1597 /*
1598  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1599  * a slab object.
1600  */
1601 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1602 {
1603         unsigned long flags = s->flags;
1604         unsigned long size = s->objsize;
1605         unsigned long align = s->align;
1606
1607         /*
1608          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1609          * the slab may touch the object after free or before allocation
1610          * then we should never poison the object itself.
1611          */
1612         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1613                         !s->ctor && !s->dtor)
1614                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1615         else
1616                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1617
1618         /*
1619          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1620          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1621          * the possible location of the free pointer.
1622          */
1623         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1624
1625         /*
1626          * If we are redzoning then check if there is some space between the
1627          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1628          * additional word, so that we can establish a redzone between
1629          * the object and the freepointer to be able to check for overwrites.
1630          */
1631         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1632                 size += sizeof(void *);
1633
1634         /*
1635          * With that we have determined how much of the slab is in actual
1636          * use by the object. This is the potential offset to the free
1637          * pointer.
1638          */
1639         s->inuse = size;
1640
1641         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1642                 s->ctor || s->dtor)) {
1643                 /*
1644                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1645                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1646                  * kmem_cache_free.
1647                  *
1648                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1649                  * destructor or are poisoning the objects.
1650                  */
1651                 s->offset = size;
1652                 size += sizeof(void *);
1653         }
1654
1655         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1656                 /*
1657                  * Need to store information about allocs and frees after
1658                  * the object.
1659                  */
1660                 size += 2 * sizeof(struct track);
1661
1662         if (flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS)
1663                 /*
1664                  * Add some empty padding so that we can catch
1665                  * overwrites from earlier objects rather than let
1666                  * tracking information or the free pointer be
1667                  * corrupted if an user writes before the start
1668                  * of the object.
1669                  */
1670                 size += sizeof(void *);
1671         /*
1672          * Determine the alignment based on various parameters that the
1673          * user specified (this is unecessarily complex due to the attempt
1674          * to be compatible with SLAB. Should be cleaned up some day).
1675          */
1676         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1677
1678         /*
1679          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1680          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1681          * each object to conform to the alignment.
1682          */
1683         size = ALIGN(size, align);
1684         s->size = size;
1685
1686         s->order = calculate_order(size);
1687         if (s->order < 0)
1688                 return 0;
1689
1690         /*
1691          * Determine the number of objects per slab
1692          */
1693         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1694
1695         /*
1696          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1697          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1698          * more than 64k objects per slab.
1699          */
1700         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1701                 return 0;
1702         return 1;
1703
1704 }
1705
1706 static int __init finish_bootstrap(void)
1707 {
1708         struct list_head *h;
1709         int err;
1710
1711         slab_state = SYSFS;
1712
1713         list_for_each(h, &slab_caches) {
1714                 struct kmem_cache *s =
1715                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
1716
1717                 err = sysfs_slab_add(s);
1718                 BUG_ON(err);
1719         }
1720         return 0;
1721 }
1722
1723 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1724                 const char *name, size_t size,
1725                 size_t align, unsigned long flags,
1726                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1727                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1728 {
1729         memset(s, 0, kmem_size);
1730         s->name = name;
1731         s->ctor = ctor;
1732         s->dtor = dtor;
1733         s->objsize = size;
1734         s->flags = flags;
1735         s->align = align;
1736
1737         /*
1738          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
1739          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
1740          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
1741          * object anymore.
1742          *
1743          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1744          * the limit is 512k.
1745          *
1746          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
1747          * pointer. Fail if this happens.
1748          */
1749         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
1750                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1751                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1752                 BUG_ON(ctor || dtor);
1753         }
1754         else
1755                 /*
1756                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1757                  */
1758                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1759                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1760                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1761                                 s->flags |= slub_debug;
1762
1763         if (!calculate_sizes(s))
1764                 goto error;
1765
1766         s->refcount = 1;
1767 #ifdef CONFIG_NUMA
1768         s->defrag_ratio = 100;
1769 #endif
1770
1771         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1772                 return 1;
1773 error:
1774         if (flags & SLAB_PANIC)
1775                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1776                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1777                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1778                         s->offset, flags);
1779         return 0;
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1782
1783 /*
1784  * Check if a given pointer is valid
1785  */
1786 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1787 {
1788         struct page * page;
1789         void *addr;
1790
1791         page = get_object_page(object);
1792
1793         if (!page || s != page->slab)
1794                 /* No slab or wrong slab */
1795                 return 0;
1796
1797         addr = page_address(page);
1798         if (object < addr || object >= addr + s->objects * s->size)
1799                 /* Out of bounds */
1800                 return 0;
1801
1802         if ((object - addr) % s->size)
1803                 /* Improperly aligned */
1804                 return 0;
1805
1806         /*
1807          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1808          * But this would be too expensive and it seems that the main
1809          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1810          * to a certain slab.
1811          */
1812         return 1;
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1815
1816 /*
1817  * Determine the size of a slab object
1818  */
1819 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1820 {
1821         return s->objsize;
1822 }
1823 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1824
1825 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1826 {
1827         return s->name;
1828 }
1829 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1830
1831 /*
1832  * Attempt to free all slabs on a node
1833  */
1834 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1835                         struct list_head *list)
1836 {
1837         int slabs_inuse = 0;
1838         unsigned long flags;
1839         struct page *page, *h;
1840
1841         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1842         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1843                 if (!page->inuse) {
1844                         list_del(&page->lru);
1845                         discard_slab(s, page);
1846                 } else
1847                         slabs_inuse++;
1848         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1849         return slabs_inuse;
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Release all resources used by slab cache
1854  */
1855 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1856 {
1857         int node;
1858
1859         flush_all(s);
1860
1861         /* Attempt to free all objects */
1862         for_each_online_node(node) {
1863                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1864
1865                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1866                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1867                         return 1;
1868         }
1869         free_kmem_cache_nodes(s);
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 /*
1874  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1875  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1876  */
1877 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1878 {
1879         down_write(&slub_lock);
1880         s->refcount--;
1881         if (!s->refcount) {
1882                 list_del(&s->list);
1883                 if (kmem_cache_close(s))
1884                         WARN_ON(1);
1885                 sysfs_slab_remove(s);
1886                 kfree(s);
1887         }
1888         up_write(&slub_lock);
1889 }
1890 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1891
1892 /********************************************************************
1893  *              Kmalloc subsystem
1894  *******************************************************************/
1895
1896 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1897 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1898
1899 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1900 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1901 #endif
1902
1903 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1904 {
1905         get_option (&str, &slub_min_order);
1906
1907         return 1;
1908 }
1909
1910 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
1911
1912 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
1913 {
1914         get_option (&str, &slub_max_order);
1915
1916         return 1;
1917 }
1918
1919 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
1920
1921 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
1922 {
1923         get_option (&str, &slub_min_objects);
1924
1925         return 1;
1926 }
1927
1928 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
1929
1930 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
1931 {
1932         slub_nomerge = 1;
1933         return 1;
1934 }
1935
1936 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
1937
1938 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1939 {
1940         if (!str || *str != '=')
1941                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1942         else {
1943                 str++;
1944                 if (*str == 0 || *str == ',')
1945                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1946                 else
1947                 for( ;*str && *str != ','; str++)
1948                         switch (*str) {
1949                         case 'f' : case 'F' :
1950                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1951                                 break;
1952                         case 'z' : case 'Z' :
1953                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1954                                 break;
1955                         case 'p' : case 'P' :
1956                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
1957                                 break;
1958                         case 'u' : case 'U' :
1959                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1960                                 break;
1961                         case 't' : case 'T' :
1962                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
1963                                 break;
1964                         default:
1965                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1966                                         "unknown. skipped\n",*str);
1967                         }
1968         }
1969
1970         if (*str == ',')
1971                 slub_debug_slabs = str + 1;
1972         return 1;
1973 }
1974
1975 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1976
1977 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
1978                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
1979 {
1980         unsigned int flags = 0;
1981
1982         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
1983                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
1984
1985         down_write(&slub_lock);
1986         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1987                         flags, NULL, NULL))
1988                 goto panic;
1989
1990         list_add(&s->list, &slab_caches);
1991         up_write(&slub_lock);
1992         if (sysfs_slab_add(s))
1993                 goto panic;
1994         return s;
1995
1996 panic:
1997         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
1998 }
1999
2000 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2001 {
2002         int index = kmalloc_index(size);
2003
2004         if (!index)
2005                 return NULL;
2006
2007         /* Allocation too large? */
2008         BUG_ON(index < 0);
2009
2010 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2011         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2012                 struct kmem_cache *s;
2013                 struct kmem_cache *x;
2014                 char *text;
2015                 size_t realsize;
2016
2017                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2018                 if (s)
2019                         return s;
2020
2021                 /* Dynamically create dma cache */
2022                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2023                 if (!x)
2024                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2025
2026                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2027                         realsize = 1 << index;
2028                 else {
2029                         if (index == 1)
2030                                 realsize = 96;
2031                         else
2032                                 realsize = 192;
2033                 }
2034
2035                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2036                                 (unsigned int)realsize);
2037                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2038                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2039                 return s;
2040         }
2041 #endif
2042         return &kmalloc_caches[index];
2043 }
2044
2045 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2046 {
2047         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2048
2049         if (s)
2050                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2051         return NULL;
2052 }
2053 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2054
2055 #ifdef CONFIG_NUMA
2056 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2057 {
2058         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2059
2060         if (s)
2061                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2062         return NULL;
2063 }
2064 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2065 #endif
2066
2067 size_t ksize(const void *object)
2068 {
2069         struct page *page = get_object_page(object);
2070         struct kmem_cache *s;
2071
2072         BUG_ON(!page);
2073         s = page->slab;
2074         BUG_ON(!s);
2075
2076         /*
2077          * Debugging requires use of the padding between object
2078          * and whatever may come after it.
2079          */
2080         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2081                 return s->objsize;
2082
2083         /*
2084          * If we have the need to store the freelist pointer
2085          * back there or track user information then we can
2086          * only use the space before that information.
2087          */
2088         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2089                 return s->inuse;
2090
2091         /*
2092          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2093          */
2094         return s->size;
2095 }
2096 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2097
2098 void kfree(const void *x)
2099 {
2100         struct kmem_cache *s;
2101         struct page *page;
2102
2103         if (!x)
2104                 return;
2105
2106         page = virt_to_head_page(x);
2107         s = page->slab;
2108
2109         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2110 }
2111 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2112
2113 /*
2114  *  kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists
2115  *  and then sorts the partially allocated slabs by the number
2116  *  of items in use. The slabs with the most items in use
2117  *  come first. New allocations will remove these from the
2118  *  partial list because they are full. The slabs with the
2119  *  least items are placed last. If it happens that the objects
2120  *  are freed then the page can be returned to the page allocator.
2121  */
2122 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2123 {
2124         int node;
2125         int i;
2126         struct kmem_cache_node *n;
2127         struct page *page;
2128         struct page *t;
2129         struct list_head *slabs_by_inuse =
2130                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2131         unsigned long flags;
2132
2133         if (!slabs_by_inuse)
2134                 return -ENOMEM;
2135
2136         flush_all(s);
2137         for_each_online_node(node) {
2138                 n = get_node(s, node);
2139
2140                 if (!n->nr_partial)
2141                         continue;
2142
2143                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2144                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2145
2146                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2147
2148                 /*
2149                  * Build lists indexed by the items in use in
2150                  * each slab or free slabs if empty.
2151                  *
2152                  * Note that concurrent frees may occur while
2153                  * we hold the list_lock. page->inuse here is
2154                  * the upper limit.
2155                  */
2156                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2157                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2158                                 /*
2159                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2160                                  * may have freed the last object and be
2161                                  * waiting to release the slab.
2162                                  */
2163                                 list_del(&page->lru);
2164                                 n->nr_partial--;
2165                                 slab_unlock(page);
2166                                 discard_slab(s, page);
2167                         } else {
2168                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2169                                         list_move(&page->lru,
2170                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2171                         }
2172                 }
2173
2174                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2175                         goto out;
2176
2177                 /*
2178                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up
2179                  * most first and the least used slabs at the end.
2180                  */
2181                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2182                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2183
2184         out:
2185                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2186         }
2187
2188         kfree(slabs_by_inuse);
2189         return 0;
2190 }
2191 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2192
2193 /**
2194  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2195  *
2196  * @p: object to reallocate memory for.
2197  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2198  * @flags: the type of memory to allocate.
2199  *
2200  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2201  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2202  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2203  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2204  */
2205 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2206 {
2207         struct kmem_cache *new_cache;
2208         void *ret;
2209         struct page *page;
2210
2211         if (unlikely(!p))
2212                 return kmalloc(new_size, flags);
2213
2214         if (unlikely(!new_size)) {
2215                 kfree(p);
2216                 return NULL;
2217         }
2218
2219         page = virt_to_head_page(p);
2220
2221         new_cache = get_slab(new_size, flags);
2222
2223         /*
2224          * If new size fits in the current cache, bail out.
2225          */
2226         if (likely(page->slab == new_cache))
2227                 return (void *)p;
2228
2229         ret = kmalloc(new_size, flags);
2230         if (ret) {
2231                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
2232                 kfree(p);
2233         }
2234         return ret;
2235 }
2236 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2237
2238 /********************************************************************
2239  *                      Basic setup of slabs
2240  *******************************************************************/
2241
2242 void __init kmem_cache_init(void)
2243 {
2244         int i;
2245
2246 #ifdef CONFIG_NUMA
2247         /*
2248          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2249          * struct kmalloc_cache_node's. There is special bootstrap code in
2250          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2251          */
2252         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2253                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2254 #endif
2255
2256         /* Able to allocate the per node structures */
2257         slab_state = PARTIAL;
2258
2259         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2260         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2261                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2262         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2263                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2264
2265         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2266                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2267                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2268
2269         slab_state = UP;
2270
2271         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2272         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2273                 kmalloc_caches[i]. name =
2274                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2275
2276 #ifdef CONFIG_SMP
2277         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2278 #endif
2279
2280         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2281                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2282                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2283
2284         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2285                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2286                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, L1_CACHE_BYTES,
2287                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2288                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2289 }
2290
2291 /*
2292  * Find a mergeable slab cache
2293  */
2294 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2295 {
2296         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2297                 return 1;
2298
2299         if (s->ctor || s->dtor)
2300                 return 1;
2301
2302         return 0;
2303 }
2304
2305 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2306                 size_t align, unsigned long flags,
2307                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2308                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2309 {
2310         struct list_head *h;
2311
2312         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2313                 return NULL;
2314
2315         if (ctor || dtor)
2316                 return NULL;
2317
2318         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2319         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2320         size = ALIGN(size, align);
2321
2322         list_for_each(h, &slab_caches) {
2323                 struct kmem_cache *s =
2324                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2325
2326                 if (slab_unmergeable(s))
2327                         continue;
2328
2329                 if (size > s->size)
2330                         continue;
2331
2332                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2333                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2334                                 continue;
2335                 /*
2336                  * Check if alignment is compatible.
2337                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2338                  */
2339                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2340                         continue;
2341
2342                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2343                         continue;
2344
2345                 return s;
2346         }
2347         return NULL;
2348 }
2349
2350 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2351                 size_t align, unsigned long flags,
2352                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2353                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2354 {
2355         struct kmem_cache *s;
2356
2357         down_write(&slub_lock);
2358         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2359         if (s) {
2360                 s->refcount++;
2361                 /*
2362                  * Adjust the object sizes so that we clear
2363                  * the complete object on kzalloc.
2364                  */
2365                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2366                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2367                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2368                         goto err;
2369         } else {
2370                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2371                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2372                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2373                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2374                                 kfree(s);
2375                                 goto err;
2376                         }
2377                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2378                 } else
2379                         kfree(s);
2380         }
2381         up_write(&slub_lock);
2382         return s;
2383
2384 err:
2385         up_write(&slub_lock);
2386         if (flags & SLAB_PANIC)
2387                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2388         else
2389                 s = NULL;
2390         return s;
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2393
2394 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2395 {
2396         void *x;
2397
2398         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2399         if (x)
2400                 memset(x, 0, s->objsize);
2401         return x;
2402 }
2403 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2404
2405 #ifdef CONFIG_SMP
2406 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2407 {
2408         struct list_head *h;
2409
2410         down_read(&slub_lock);
2411         list_for_each(h, &slab_caches) {
2412                 struct kmem_cache *s =
2413                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2414
2415                 func(s, cpu);
2416         }
2417         up_read(&slub_lock);
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Use the cpu notifier to insure that the slab are flushed
2422  * when necessary.
2423  */
2424 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2425                 unsigned long action, void *hcpu)
2426 {
2427         long cpu = (long)hcpu;
2428
2429         switch (action) {
2430         case CPU_UP_CANCELED:
2431         case CPU_DEAD:
2432                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2433                 break;
2434         default:
2435                 break;
2436         }
2437         return NOTIFY_OK;
2438 }
2439
2440 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2441         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2442
2443 #endif
2444
2445 #ifdef CONFIG_NUMA
2446
2447 /*****************************************************************
2448  * Generic reaper used to support the page allocator
2449  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2450  *
2451  * Maybe move this to the page allocator?
2452  ****************************************************************/
2453
2454 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2455
2456 static void init_reap_node(int cpu)
2457 {
2458         int node;
2459
2460         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2461         if (node == MAX_NUMNODES)
2462                 node = first_node(node_online_map);
2463
2464         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2465 }
2466
2467 static void next_reap_node(void)
2468 {
2469         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2470
2471         /*
2472          * Also drain per cpu pages on remote zones
2473          */
2474         if (node != numa_node_id())
2475                 drain_node_pages(node);
2476
2477         node = next_node(node, node_online_map);
2478         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2479                 node = first_node(node_online_map);
2480         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2481 }
2482 #else
2483 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2484 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2485 #endif
2486
2487 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2488
2489 #ifdef CONFIG_SMP
2490 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2491
2492 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2493 {
2494         next_reap_node();
2495         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2496         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2497                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2498 }
2499
2500 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2501 {
2502         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2503
2504         /*
2505          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2506          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2507          * at that time.
2508          */
2509         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2510                 init_reap_node(cpu);
2511                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2512                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2513         }
2514 }
2515
2516 static int __init cpucache_init(void)
2517 {
2518         int cpu;
2519
2520         /*
2521          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2522          */
2523         for_each_online_cpu(cpu)
2524                 start_cpu_timer(cpu);
2525         return 0;
2526 }
2527 __initcall(cpucache_init);
2528 #endif
2529
2530 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2531 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s);
2532
2533 static void resiliency_test(void)
2534 {
2535         u8 *p;
2536
2537         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2538         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2539         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2540
2541         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2542         p[16] = 0x12;
2543         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2544                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2545
2546         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2547
2548         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2549         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2550         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2551         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2552                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2553         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2554
2555         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2556         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2557         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2558         *p = 0x56;
2559         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2560                                                                         p);
2561         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2562         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2563
2564         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2565         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2566         kfree(p);
2567         *p = 0x78;
2568         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2569         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2570
2571         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2572         kfree(p);
2573         p[50] = 0x9a;
2574         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2575         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2576
2577         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2578         kfree(p);
2579         p[512] = 0xab;
2580         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2581         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2582 }
2583 #else
2584 static void resiliency_test(void) {};
2585 #endif
2586
2587 /*
2588  * These are not as efficient as kmalloc for the non debug case.
2589  * We do not have the page struct available so we have to touch one
2590  * cacheline in struct kmem_cache to check slab flags.
2591  */
2592 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2593 {
2594         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2595
2596         if (!s)
2597                 return NULL;
2598
2599         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2600 }
2601
2602 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2603                                         int node, void *caller)
2604 {
2605         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2606
2607         if (!s)
2608                 return NULL;
2609
2610         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2611 }
2612
2613 #ifdef CONFIG_SYSFS
2614
2615 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2616 {
2617         void *p;
2618         void *addr = page_address(page);
2619         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2620
2621         if (!check_slab(s, page) ||
2622                         !on_freelist(s, page, NULL))
2623                 return 0;
2624
2625         /* Now we know that a valid freelist exists */
2626         bitmap_zero(map, s->objects);
2627
2628         for(p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p)) {
2629                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2630                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2631                         return 0;
2632         }
2633
2634         for(p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2635                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map))
2636                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2637                                 return 0;
2638         return 1;
2639 }
2640
2641 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2642 {
2643         if (slab_trylock(page)) {
2644                 validate_slab(s, page);
2645                 slab_unlock(page);
2646         } else
2647                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2648                         s->name, page);
2649
2650         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2651                 if (!PageError(page))
2652                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError not set "
2653                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2654         } else {
2655                 if (PageError(page))
2656                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError set on "
2657                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2658         }
2659 }
2660
2661 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2662 {
2663         unsigned long count = 0;
2664         struct page *page;
2665         unsigned long flags;
2666
2667         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2668
2669         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2670                 validate_slab_slab(s, page);
2671                 count++;
2672         }
2673         if (count != n->nr_partial)
2674                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2675                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2676
2677         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2678                 goto out;
2679
2680         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2681                 validate_slab_slab(s, page);
2682                 count++;
2683         }
2684         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2685                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2686                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2687                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2688
2689 out:
2690         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2691         return count;
2692 }
2693
2694 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2695 {
2696         int node;
2697         unsigned long count = 0;
2698
2699         flush_all(s);
2700         for_each_online_node(node) {
2701                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2702
2703                 count += validate_slab_node(s, n);
2704         }
2705         return count;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Generate lists of locations where slabcache objects are allocated
2710  * and freed.
2711  */
2712
2713 struct location {
2714         unsigned long count;
2715         void *addr;
2716 };
2717
2718 struct loc_track {
2719         unsigned long max;
2720         unsigned long count;
2721         struct location *loc;
2722 };
2723
2724 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2725 {
2726         if (t->max)
2727                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2728                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2729 }
2730
2731 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2732 {
2733         struct location *l;
2734         int order;
2735
2736         if (!max)
2737                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2738
2739         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2740
2741         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2742
2743         if (!l)
2744                 return 0;
2745
2746         if (t->count) {
2747                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2748                 free_loc_track(t);
2749         }
2750         t->max = max;
2751         t->loc = l;
2752         return 1;
2753 }
2754
2755 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2756                                                 void *addr)
2757 {
2758         long start, end, pos;
2759         struct location *l;
2760         void *caddr;
2761
2762         start = -1;
2763         end = t->count;
2764
2765         for ( ; ; ) {
2766                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2767
2768                 /*
2769                  * There is nothing at "end". If we end up there
2770                  * we need to add something to before end.
2771                  */
2772                 if (pos == end)
2773                         break;
2774
2775                 caddr = t->loc[pos].addr;
2776                 if (addr == caddr) {
2777                         t->loc[pos].count++;
2778                         return 1;
2779                 }
2780
2781                 if (addr < caddr)
2782                         end = pos;
2783                 else
2784                         start = pos;
2785         }
2786
2787         /*
2788          * Not found. Insert new tracking element
2789          */
2790         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2791                 return 0;
2792
2793         l = t->loc + pos;
2794         if (pos < t->count)
2795                 memmove(l + 1, l,
2796                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2797         t->count++;
2798         l->count = 1;
2799         l->addr = addr;
2800         return 1;
2801 }
2802
2803 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2804                 struct page *page, enum track_item alloc)
2805 {
2806         void *addr = page_address(page);
2807         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2808         void *p;
2809
2810         bitmap_zero(map, s->objects);
2811         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
2812                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2813
2814         for (p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2815                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map)) {
2816                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2817
2818                         add_location(t, s, addr);
2819                 }
2820 }
2821
2822 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2823                                         enum track_item alloc)
2824 {
2825         int n = 0;
2826         unsigned long i;
2827         struct loc_track t;
2828         int node;
2829
2830         t.count = 0;
2831         t.max = 0;
2832
2833         /* Push back cpu slabs */
2834         flush_all(s);
2835
2836         for_each_online_node(node) {
2837                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2838                 unsigned long flags;
2839                 struct page *page;
2840
2841                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2842                         continue;
2843
2844                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2845                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2846                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2847                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2848                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2849                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2850         }
2851
2852         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2853                 void *addr = t.loc[i].addr;
2854
2855                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2856                         break;
2857                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2858                 if (addr)
2859                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2860                 else
2861                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2862                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2863         }
2864
2865         free_loc_track(&t);
2866         if (!t.count)
2867                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2868         return n;
2869 }
2870
2871 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2872 {
2873         unsigned long flags;
2874         unsigned long x = 0;
2875         struct page *page;
2876
2877         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2878         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2879                 x += page->inuse;
2880         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2881         return x;
2882 }
2883
2884 enum slab_stat_type {
2885         SL_FULL,
2886         SL_PARTIAL,
2887         SL_CPU,
2888         SL_OBJECTS
2889 };
2890
2891 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2892 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2893 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2894 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2895
2896 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2897                         char *buf, unsigned long flags)
2898 {
2899         unsigned long total = 0;
2900         int cpu;
2901         int node;
2902         int x;
2903         unsigned long *nodes;
2904         unsigned long *per_cpu;
2905
2906         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2907         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2908
2909         for_each_possible_cpu(cpu) {
2910                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2911                 int node;
2912
2913                 if (page) {
2914                         node = page_to_nid(page);
2915                         if (flags & SO_CPU) {
2916                                 int x = 0;
2917
2918                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2919                                         x = page->inuse;
2920                                 else
2921                                         x = 1;
2922                                 total += x;
2923                                 nodes[node] += x;
2924                         }
2925                         per_cpu[node]++;
2926                 }
2927         }
2928
2929         for_each_online_node(node) {
2930                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2931
2932                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2933                         if (flags & SO_OBJECTS)
2934                                 x = count_partial(n);
2935                         else
2936                                 x = n->nr_partial;
2937                         total += x;
2938                         nodes[node] += x;
2939                 }
2940
2941                 if (flags & SO_FULL) {
2942                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2943                                         - per_cpu[node]
2944                                         - n->nr_partial;
2945
2946                         if (flags & SO_OBJECTS)
2947                                 x = full_slabs * s->objects;
2948                         else
2949                                 x = full_slabs;
2950                         total += x;
2951                         nodes[node] += x;
2952                 }
2953         }
2954
2955         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2956 #ifdef CONFIG_NUMA
2957         for_each_online_node(node)
2958                 if (nodes[node])
2959                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2960                                         node, nodes[node]);
2961 #endif
2962         kfree(nodes);
2963         return x + sprintf(buf + x, "\n");
2964 }
2965
2966 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
2967 {
2968         int node;
2969         int cpu;
2970
2971         for_each_possible_cpu(cpu)
2972                 if (s->cpu_slab[cpu])
2973                         return 1;
2974
2975         for_each_node(node) {
2976                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2977
2978                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
2979                         return 1;
2980         }
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
2985 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
2986
2987 struct slab_attribute {
2988         struct attribute attr;
2989         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
2990         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
2991 };
2992
2993 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
2994         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
2995
2996 #define SLAB_ATTR(_name) \
2997         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
2998         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
2999
3000 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3001 {
3002         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3003 }
3004 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3005
3006 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3007 {
3008         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3009 }
3010 SLAB_ATTR_RO(align);
3011
3012 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3013 {
3014         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3015 }
3016 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3017
3018 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3019 {
3020         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3021 }
3022 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3023
3024 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3025 {
3026         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3027 }
3028 SLAB_ATTR_RO(order);
3029
3030 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3031 {
3032         if (s->ctor) {
3033                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3034
3035                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3036         }
3037         return 0;
3038 }
3039 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3040
3041 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3042 {
3043         if (s->dtor) {
3044                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3045
3046                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3047         }
3048         return 0;
3049 }
3050 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3051
3052 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3053 {
3054         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3055 }
3056 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3057
3058 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3059 {
3060         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3061 }
3062 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3063
3064 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3065 {
3066         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3067 }
3068 SLAB_ATTR_RO(partial);
3069
3070 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3071 {
3072         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3073 }
3074 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3075
3076 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3077 {
3078         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3079 }
3080 SLAB_ATTR_RO(objects);
3081
3082 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3083 {
3084         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3085 }
3086
3087 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3088                                 const char *buf, size_t length)
3089 {
3090         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3091         if (buf[0] == '1')
3092                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3093         return length;
3094 }
3095 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3096
3097 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3098 {
3099         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3100 }
3101
3102 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3103                                                         size_t length)
3104 {
3105         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3106         if (buf[0] == '1')
3107                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3108         return length;
3109 }
3110 SLAB_ATTR(trace);
3111
3112 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3113 {
3114         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3115 }
3116
3117 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3118                                 const char *buf, size_t length)
3119 {
3120         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3121         if (buf[0] == '1')
3122                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3123         return length;
3124 }
3125 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3126
3127 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3128 {
3129         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3130 }
3131 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3132
3133 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3134 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3135 {
3136         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3137 }
3138 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3139 #endif
3140
3141 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3142 {
3143         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3144 }
3145 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3146
3147 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3148 {
3149         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3150 }
3151
3152 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3153                                 const char *buf, size_t length)
3154 {
3155         if (any_slab_objects(s))
3156                 return -EBUSY;
3157
3158         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3159         if (buf[0] == '1')
3160                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3161         calculate_sizes(s);
3162         return length;
3163 }
3164 SLAB_ATTR(red_zone);
3165
3166 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3167 {
3168         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3169 }
3170
3171 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3172                                 const char *buf, size_t length)
3173 {
3174         if (any_slab_objects(s))
3175                 return -EBUSY;
3176
3177         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3178         if (buf[0] == '1')
3179                 s->flags |= SLAB_POISON;
3180         calculate_sizes(s);
3181         return length;
3182 }
3183 SLAB_ATTR(poison);
3184
3185 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3186 {
3187         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3188 }
3189
3190 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3191                                 const char *buf, size_t length)
3192 {
3193         if (any_slab_objects(s))
3194                 return -EBUSY;
3195
3196         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3197         if (buf[0] == '1')
3198                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3199         calculate_sizes(s);
3200         return length;
3201 }
3202 SLAB_ATTR(store_user);
3203
3204 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3205 {
3206         return 0;
3207 }
3208
3209 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3210                         const char *buf, size_t length)
3211 {
3212         if (buf[0] == '1')
3213                 validate_slab_cache(s);
3214         else
3215                 return -EINVAL;
3216         return length;
3217 }
3218 SLAB_ATTR(validate);
3219
3220 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3221 {
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3226                         const char *buf, size_t length)
3227 {
3228         if (buf[0] == '1') {
3229                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3230
3231                 if (rc)
3232                         return rc;
3233         } else
3234                 return -EINVAL;
3235         return length;
3236 }
3237 SLAB_ATTR(shrink);
3238
3239 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3240 {
3241         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3242                 return -ENOSYS;
3243         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3244 }
3245 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3246
3247 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3248 {
3249         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3250                 return -ENOSYS;
3251         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3252 }
3253 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3254
3255 #ifdef CONFIG_NUMA
3256 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3257 {
3258         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3259 }
3260
3261 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3262                                 const char *buf, size_t length)
3263 {
3264         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3265
3266         if (n < 100)
3267                 s->defrag_ratio = n * 10;
3268         return length;
3269 }
3270 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3271 #endif
3272
3273 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3274         &slab_size_attr.attr,
3275         &object_size_attr.attr,
3276         &objs_per_slab_attr.attr,
3277         &order_attr.attr,
3278         &objects_attr.attr,
3279         &slabs_attr.attr,
3280         &partial_attr.attr,
3281         &cpu_slabs_attr.attr,
3282         &ctor_attr.attr,
3283         &dtor_attr.attr,
3284         &aliases_attr.attr,
3285         &align_attr.attr,
3286         &sanity_checks_attr.attr,
3287         &trace_attr.attr,
3288         &hwcache_align_attr.attr,
3289         &reclaim_account_attr.attr,
3290         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3291         &red_zone_attr.attr,
3292         &poison_attr.attr,
3293         &store_user_attr.attr,
3294         &validate_attr.attr,
3295         &shrink_attr.attr,
3296         &alloc_calls_attr.attr,
3297         &free_calls_attr.attr,
3298 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3299         &cache_dma_attr.attr,
3300 #endif
3301 #ifdef CONFIG_NUMA
3302         &defrag_ratio_attr.attr,
3303 #endif
3304         NULL
3305 };
3306
3307 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3308         .attrs = slab_attrs,
3309 };
3310
3311 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3312                                 struct attribute *attr,
3313                                 char *buf)
3314 {
3315         struct slab_attribute *attribute;
3316         struct kmem_cache *s;
3317         int err;
3318
3319         attribute = to_slab_attr(attr);
3320         s = to_slab(kobj);
3321
3322         if (!attribute->show)
3323                 return -EIO;
3324
3325         err = attribute->show(s, buf);
3326
3327         return err;
3328 }
3329
3330 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3331                                 struct attribute *attr,
3332                                 const char *buf, size_t len)
3333 {
3334         struct slab_attribute *attribute;
3335         struct kmem_cache *s;
3336         int err;
3337
3338         attribute = to_slab_attr(attr);
3339         s = to_slab(kobj);
3340
3341         if (!attribute->store)
3342                 return -EIO;
3343
3344         err = attribute->store(s, buf, len);
3345
3346         return err;
3347 }
3348
3349 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3350         .show = slab_attr_show,
3351         .store = slab_attr_store,
3352 };
3353
3354 static struct kobj_type slab_ktype = {
3355         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3356 };
3357
3358 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3359 {
3360         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3361
3362         if (ktype == &slab_ktype)
3363                 return 1;
3364         return 0;
3365 }
3366
3367 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3368         .filter = uevent_filter,
3369 };
3370
3371 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3372
3373 #define ID_STR_LENGTH 64
3374
3375 /* Create a unique string id for a slab cache:
3376  * format
3377  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3378  */
3379 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3380 {
3381         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3382         char *p = name;
3383
3384         BUG_ON(!name);
3385
3386         *p++ = ':';
3387         /*
3388          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3389          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3390          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3391          * are matched during merging to guarantee that the id is
3392          * unique.
3393          */
3394         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3395                 *p++ = 'd';
3396         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3397                 *p++ = 'a';
3398         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3399                 *p++ = 'F';
3400         if (p != name + 1)
3401                 *p++ = '-';
3402         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3403         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3404         return name;
3405 }
3406
3407 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3408 {
3409         int err;
3410         const char *name;
3411         int unmergeable;
3412
3413         if (slab_state < SYSFS)
3414                 /* Defer until later */
3415                 return 0;
3416
3417         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3418         if (unmergeable) {
3419                 /*
3420                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3421                  * This is typically the case for debug situations. In that
3422                  * case we can catch duplicate names easily.
3423                  */
3424                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, s->name);
3425                 name = s->name;
3426         } else {
3427                 /*
3428                  * Create a unique name for the slab as a target
3429                  * for the symlinks.
3430                  */
3431                 name = create_unique_id(s);
3432         }
3433
3434         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3435         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3436         kobject_init(&s->kobj);
3437         err = kobject_add(&s->kobj);
3438         if (err)
3439                 return err;
3440
3441         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3442         if (err)
3443                 return err;
3444         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3445         if (!unmergeable) {
3446                 /* Setup first alias */
3447                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3448                 kfree(name);
3449         }
3450         return 0;
3451 }
3452
3453 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3454 {
3455         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3456         kobject_del(&s->kobj);
3457 }
3458
3459 /*
3460  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3461  * available lest we loose that information.
3462  */
3463 struct saved_alias {
3464         struct kmem_cache *s;
3465         const char *name;
3466         struct saved_alias *next;
3467 };
3468
3469 struct saved_alias *alias_list;
3470
3471 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3472 {
3473         struct saved_alias *al;
3474
3475         if (slab_state == SYSFS) {
3476                 /*
3477                  * If we have a leftover link then remove it.
3478                  */
3479                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, name);
3480                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kset.kobj,
3481                                                 &s->kobj, name);
3482         }
3483
3484         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3485         if (!al)
3486                 return -ENOMEM;
3487
3488         al->s = s;
3489         al->name = name;
3490         al->next = alias_list;
3491         alias_list = al;
3492         return 0;
3493 }
3494
3495 static int __init slab_sysfs_init(void)
3496 {
3497         int err;
3498
3499         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3500         if (err) {
3501                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3502                 return -ENOSYS;
3503         }
3504
3505         finish_bootstrap();
3506
3507         while (alias_list) {
3508                 struct saved_alias *al = alias_list;
3509
3510                 alias_list = alias_list->next;
3511                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3512                 BUG_ON(err);
3513                 kfree(al);
3514         }
3515
3516         resiliency_test();
3517         return 0;
3518 }
3519
3520 __initcall(slab_sysfs_init);
3521 #else
3522 __initcall(finish_bootstrap);
3523 #endif