3e614c1901b7e6696780ce3ba86235ce4c7766d7
[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 and during regular
70  * operations no list for full slabs is used. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * We track full slabs for debugging purposes though because otherwise we
73  * cannot scan all objects.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
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 static inline int SlabDebug(struct page *page)
91 {
92 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
93         return PageError(page);
94 #else
95         return 0;
96 #endif
97 }
98
99 static inline void SetSlabDebug(struct page *page)
100 {
101 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
102         SetPageError(page);
103 #endif
104 }
105
106 static inline void ClearSlabDebug(struct page *page)
107 {
108 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
109         ClearPageError(page);
110 #endif
111 }
112
113 /*
114  * Issues still to be resolved:
115  *
116  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
117  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
118  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline, so at
119  *   max 16 cpus could compete for the cacheline which may be okay.
120  *
121  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
122  *
123  * - Variable sizing of the per node arrays
124  */
125
126 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
127 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
128
129 #if PAGE_SHIFT <= 12
130
131 /*
132  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
133  */
134 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
135 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
136
137 #else
138
139 /*
140  * Large page machines are customarily able to handle larger
141  * page orders.
142  */
143 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
144 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
145
146 #endif
147
148 /*
149  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
150  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
151  */
152 #define MIN_PARTIAL 2
153
154 /*
155  * Maximum number of desirable partial slabs.
156  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
157  * sort the partial list by the number of objects in the.
158  */
159 #define MAX_PARTIAL 10
160
161 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
162                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
163
164 /*
165  * Set of flags that will prevent slab merging
166  */
167 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
168                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
169
170 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
171                 SLAB_CACHE_DMA)
172
173 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
174 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
175 #endif
176
177 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
178 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
179 #endif
180
181 /* Internal SLUB flags */
182 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
183
184 /* Not all arches define cache_line_size */
185 #ifndef cache_line_size
186 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
187 #endif
188
189 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
190
191 #ifdef CONFIG_SMP
192 static struct notifier_block slab_notifier;
193 #endif
194
195 static enum {
196         DOWN,           /* No slab functionality available */
197         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
198         UP,             /* Everything works but does not show up in sysfs */
199         SYSFS           /* Sysfs up */
200 } slab_state = DOWN;
201
202 /* A list of all slab caches on the system */
203 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
204 LIST_HEAD(slab_caches);
205
206 /*
207  * Tracking user of a slab.
208  */
209 struct track {
210         void *addr;             /* Called from address */
211         int cpu;                /* Was running on cpu */
212         int pid;                /* Pid context */
213         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
214 };
215
216 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
217
218 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
219 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
220 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
221 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
222 #else
223 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
224 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
225 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
226 #endif
227
228 /********************************************************************
229  *                      Core slab cache functions
230  *******************************************************************/
231
232 int slab_is_available(void)
233 {
234         return slab_state >= UP;
235 }
236
237 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
238 {
239 #ifdef CONFIG_NUMA
240         return s->node[node];
241 #else
242         return &s->local_node;
243 #endif
244 }
245
246 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
247                                 struct page *page, const void *object)
248 {
249         void *base;
250
251         if (!object)
252                 return 1;
253
254         base = page_address(page);
255         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
256                 (object - base) % s->size) {
257                 return 0;
258         }
259
260         return 1;
261 }
262
263 /*
264  * Slow version of get and set free pointer.
265  *
266  * This version requires touching the cache lines of kmem_cache which
267  * we avoid to do in the fast alloc free paths. There we obtain the offset
268  * from the page struct.
269  */
270 static inline void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
271 {
272         return *(void **)(object + s->offset);
273 }
274
275 static inline void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
276 {
277         *(void **)(object + s->offset) = fp;
278 }
279
280 /* Loop over all objects in a slab */
281 #define for_each_object(__p, __s, __addr) \
282         for (__p = (__addr); __p < (__addr) + (__s)->objects * (__s)->size;\
283                         __p += (__s)->size)
284
285 /* Scan freelist */
286 #define for_each_free_object(__p, __s, __free) \
287         for (__p = (__free); __p; __p = get_freepointer((__s), __p))
288
289 /* Determine object index from a given position */
290 static inline int slab_index(void *p, struct kmem_cache *s, void *addr)
291 {
292         return (p - addr) / s->size;
293 }
294
295 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
296 /*
297  * Debug settings:
298  */
299 static int slub_debug;
300
301 static char *slub_debug_slabs;
302
303 /*
304  * Object debugging
305  */
306 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
307 {
308         int i, offset;
309         int newline = 1;
310         char ascii[17];
311
312         ascii[16] = 0;
313
314         for (i = 0; i < length; i++) {
315                 if (newline) {
316                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
317                         newline = 0;
318                 }
319                 printk(" %02x", addr[i]);
320                 offset = i % 16;
321                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
322                 if (offset == 15) {
323                         printk(" %s\n",ascii);
324                         newline = 1;
325                 }
326         }
327         if (!newline) {
328                 i %= 16;
329                 while (i < 16) {
330                         printk("   ");
331                         ascii[i] = ' ';
332                         i++;
333                 }
334                 printk(" %s\n", ascii);
335         }
336 }
337
338 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
339         enum track_item alloc)
340 {
341         struct track *p;
342
343         if (s->offset)
344                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
345         else
346                 p = object + s->inuse;
347
348         return p + alloc;
349 }
350
351 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
352                                 enum track_item alloc, void *addr)
353 {
354         struct track *p;
355
356         if (s->offset)
357                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
358         else
359                 p = object + s->inuse;
360
361         p += alloc;
362         if (addr) {
363                 p->addr = addr;
364                 p->cpu = smp_processor_id();
365                 p->pid = current ? current->pid : -1;
366                 p->when = jiffies;
367         } else
368                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
369 }
370
371 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
372 {
373         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
374                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
375                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
376         }
377 }
378
379 static void print_track(const char *s, struct track *t)
380 {
381         if (!t->addr)
382                 return;
383
384         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
385         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
386         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
387 }
388
389 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
390 {
391         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
392
393         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
394                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
395                         s->inuse - s->objsize);
396
397         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
398                         p + s->offset,
399                         get_freepointer(s, p));
400
401         if (s->offset)
402                 off = s->offset + sizeof(void *);
403         else
404                 off = s->inuse;
405
406         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
407                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
408                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
409                 off += 2 * sizeof(struct track);
410         }
411
412         if (off != s->size)
413                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
414                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
415 }
416
417 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
418                         u8 *object, char *reason)
419 {
420         u8 *addr = page_address(page);
421
422         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
423                         s->name, reason, object, page);
424         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
425                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
426         if (object > addr + 16)
427                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
428         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
429         print_trailer(s, object);
430         dump_stack();
431 }
432
433 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
434 {
435         va_list args;
436         char buf[100];
437
438         va_start(args, reason);
439         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
440         va_end(args);
441         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
442                 page);
443         dump_stack();
444 }
445
446 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
447 {
448         u8 *p = object;
449
450         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
451                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
452                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
453         }
454
455         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
456                 memset(p + s->objsize,
457                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
458                         s->inuse - s->objsize);
459 }
460
461 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
462 {
463         while (bytes) {
464                 if (*start != (u8)value)
465                         return 0;
466                 start++;
467                 bytes--;
468         }
469         return 1;
470 }
471
472 /*
473  * Object layout:
474  *
475  * object address
476  *      Bytes of the object to be managed.
477  *      If the freepointer may overlay the object then the free
478  *      pointer is the first word of the object.
479  *
480  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
481  *      0xa5 (POISON_END)
482  *
483  * object + s->objsize
484  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
485  *      Padding is extended by another word if Redzoning is enabled and
486  *      objsize == inuse.
487  *
488  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
489  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
490  *
491  * object + s->inuse
492  *      Meta data starts here.
493  *
494  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
495  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
496  *      C. Padding to reach required alignment boundary or at mininum
497  *              one word if debuggin is on to be able to detect writes
498  *              before the word boundary.
499  *
500  *      Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
501  *
502  * object + s->size
503  *      Nothing is used beyond s->size.
504  *
505  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are mostly
506  * ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
507  * may be used with merged slabcaches.
508  */
509
510 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
511                                                 void *from, void *to)
512 {
513         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
514                 s->name, message, data, from, to - 1);
515         memset(from, data, to - from);
516 }
517
518 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
519 {
520         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
521
522         if (s->offset)
523                 /* Freepointer is placed after the object. */
524                 off += sizeof(void *);
525
526         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
527                 /* We also have user information there */
528                 off += 2 * sizeof(struct track);
529
530         if (s->size == off)
531                 return 1;
532
533         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
534                 return 1;
535
536         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
537
538         /*
539          * Restore padding
540          */
541         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
542         return 0;
543 }
544
545 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
546 {
547         u8 *p;
548         int length, remainder;
549
550         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
551                 return 1;
552
553         p = page_address(page);
554         length = s->objects * s->size;
555         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
556         if (!remainder)
557                 return 1;
558
559         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
560                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
561                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
562                         p + length + remainder);
563                 return 0;
564         }
565         return 1;
566 }
567
568 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
569                                         void *object, int active)
570 {
571         u8 *p = object;
572         u8 *endobject = object + s->objsize;
573
574         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
575                 unsigned int red =
576                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
577
578                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
579                         object_err(s, page, object,
580                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
581                         restore_bytes(s, "redzone", red,
582                                 endobject, object + s->inuse);
583                         return 0;
584                 }
585         } else {
586                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
587                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
588                                         s->inuse - s->objsize)) {
589                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
590                 /*
591                  * Fix it so that there will not be another report.
592                  *
593                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
594                  * to be longer than allowed.
595                  */
596                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
597                         endobject, object + s->inuse);
598                 }
599         }
600
601         if (s->flags & SLAB_POISON) {
602                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
603                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
604                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
605
606                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
607                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
608                                                 p, p + s->objsize -1);
609                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
610                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
611                         return 0;
612                 }
613                 /*
614                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
615                  */
616                 check_pad_bytes(s, page, p);
617         }
618
619         if (!s->offset && active)
620                 /*
621                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
622                  * freepointer while object is allocated.
623                  */
624                 return 1;
625
626         /* Check free pointer validity */
627         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
628                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
629                 /*
630                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
631                  * of the free objects in this slab. May cause
632                  * another error because the object count is now wrong.
633                  */
634                 set_freepointer(s, p, NULL);
635                 return 0;
636         }
637         return 1;
638 }
639
640 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
641 {
642         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
643
644         if (!PageSlab(page)) {
645                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
646                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
647                         page_count(page));
648                 return 0;
649         }
650         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
651                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
652                         "mapping=0x%p count=%d",
653                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
654                         page->flags,
655                         page->mapping,
656                         page_count(page));
657                 return 0;
658         }
659         if (page->inuse > s->objects) {
660                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
661                         "mapping=0x%p count=%d",
662                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
663                         page->mapping, page_count(page));
664                 return 0;
665         }
666         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
667         slab_pad_check(s, page);
668         return 1;
669 }
670
671 /*
672  * Determine if a certain object on a page is on the freelist. Must hold the
673  * slab lock to guarantee that the chains are in a consistent state.
674  */
675 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
676 {
677         int nr = 0;
678         void *fp = page->freelist;
679         void *object = NULL;
680
681         while (fp && nr <= s->objects) {
682                 if (fp == search)
683                         return 1;
684                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
685                         if (object) {
686                                 object_err(s, page, object,
687                                         "Freechain corrupt");
688                                 set_freepointer(s, object, NULL);
689                                 break;
690                         } else {
691                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
692                                                                         fp);
693                                 page->freelist = NULL;
694                                 page->inuse = s->objects;
695                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
696                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
697                                         s->name, page);
698                                 return 0;
699                         }
700                         break;
701                 }
702                 object = fp;
703                 fp = get_freepointer(s, object);
704                 nr++;
705         }
706
707         if (page->inuse != s->objects - nr) {
708                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
709                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
710                                                         s->objects - nr);
711                 page->inuse = s->objects - nr;
712                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
713                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
714         }
715         return search == NULL;
716 }
717
718 /*
719  * Tracking of fully allocated slabs for debugging purposes.
720  */
721 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
722 {
723         spin_lock(&n->list_lock);
724         list_add(&page->lru, &n->full);
725         spin_unlock(&n->list_lock);
726 }
727
728 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
729 {
730         struct kmem_cache_node *n;
731
732         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
733                 return;
734
735         n = get_node(s, page_to_nid(page));
736
737         spin_lock(&n->list_lock);
738         list_del(&page->lru);
739         spin_unlock(&n->list_lock);
740 }
741
742 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
743                                                         void *object)
744 {
745         if (!check_slab(s, page))
746                 goto bad;
747
748         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
749                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
750                 goto bad;
751         }
752
753         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
754                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
755                 goto bad;
756         }
757
758         if (!object)
759                 return 1;
760
761         if (!check_object(s, page, object, 0))
762                 goto bad;
763
764         return 1;
765 bad:
766         if (PageSlab(page)) {
767                 /*
768                  * If this is a slab page then lets do the best we can
769                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
770                  * as used avoids touching the remaining objects.
771                  */
772                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
773                         s->name, page);
774                 page->inuse = s->objects;
775                 page->freelist = NULL;
776                 /* Fix up fields that may be corrupted */
777                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
778         }
779         return 0;
780 }
781
782 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
783                                                         void *object)
784 {
785         if (!check_slab(s, page))
786                 goto fail;
787
788         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
789                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
790                 goto fail;
791         }
792
793         if (on_freelist(s, page, object)) {
794                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
795                 goto fail;
796         }
797
798         if (!check_object(s, page, object, 1))
799                 return 0;
800
801         if (unlikely(s != page->slab)) {
802                 if (!PageSlab(page))
803                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
804                                 "outside of slab", object);
805                 else
806                 if (!page->slab) {
807                         printk(KERN_ERR
808                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
809                                                 object);
810                         dump_stack();
811                 }
812                 else
813                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
814                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
815                 goto fail;
816         }
817         return 1;
818 fail:
819         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
820                 s->name, page, object);
821         return 0;
822 }
823
824 static void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *object, int alloc)
825 {
826         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
827                 printk(KERN_INFO "TRACE %s %s 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
828                         s->name,
829                         alloc ? "alloc" : "free",
830                         object, page->inuse,
831                         page->freelist);
832
833                 if (!alloc)
834                         print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
835
836                 dump_stack();
837         }
838 }
839
840 static int __init setup_slub_debug(char *str)
841 {
842         if (!str || *str != '=')
843                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
844         else {
845                 str++;
846                 if (*str == 0 || *str == ',')
847                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
848                 else
849                 for( ;*str && *str != ','; str++)
850                         switch (*str) {
851                         case 'f' : case 'F' :
852                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
853                                 break;
854                         case 'z' : case 'Z' :
855                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
856                                 break;
857                         case 'p' : case 'P' :
858                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
859                                 break;
860                         case 'u' : case 'U' :
861                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
862                                 break;
863                         case 't' : case 'T' :
864                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
865                                 break;
866                         default:
867                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
868                                         "unknown. skipped\n",*str);
869                         }
870         }
871
872         if (*str == ',')
873                 slub_debug_slabs = str + 1;
874         return 1;
875 }
876
877 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
878
879 static void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s)
880 {
881         /*
882          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
883          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
884          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
885          * object anymore.
886          *
887          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
888          * the limit is 512k.
889          *
890          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
891          * pointer. Fail if this happens.
892          */
893         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
894                 BUG_ON(s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
895                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
896                 BUG_ON(s->ctor || s->dtor);
897         }
898         else
899                 /*
900                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
901                  */
902                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
903                     strncmp(slub_debug_slabs, s->name,
904                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
905                                 s->flags |= slub_debug;
906 }
907 #else
908
909 static inline int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s,
910                 struct page *page, void *object) { return 0; }
911
912 static inline int free_object_checks(struct kmem_cache *s,
913                 struct page *page, void *object) { return 0; }
914
915 static inline void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page) {}
916 static inline void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page) {}
917 static inline void trace(struct kmem_cache *s, struct page *page,
918                         void *object, int alloc) {}
919 static inline void init_object(struct kmem_cache *s,
920                         void *object, int active) {}
921 static inline void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object) {}
922 static inline int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
923                         { return 1; }
924 static inline int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
925                         void *object, int active) { return 1; }
926 static inline void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
927                         enum track_item alloc, void *addr) {}
928 static inline void kmem_cache_open_debug_check(struct kmem_cache *s) {}
929 #define slub_debug 0
930 #endif
931 /*
932  * Slab allocation and freeing
933  */
934 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
935 {
936         struct page * page;
937         int pages = 1 << s->order;
938
939         if (s->order)
940                 flags |= __GFP_COMP;
941
942         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
943                 flags |= SLUB_DMA;
944
945         if (node == -1)
946                 page = alloc_pages(flags, s->order);
947         else
948                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
949
950         if (!page)
951                 return NULL;
952
953         mod_zone_page_state(page_zone(page),
954                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
955                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
956                 pages);
957
958         return page;
959 }
960
961 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
962                                 void *object)
963 {
964         if (SlabDebug(page)) {
965                 init_object(s, object, 0);
966                 init_tracking(s, object);
967         }
968
969         if (unlikely(s->ctor))
970                 s->ctor(object, s, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
971 }
972
973 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
974 {
975         struct page *page;
976         struct kmem_cache_node *n;
977         void *start;
978         void *end;
979         void *last;
980         void *p;
981
982         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
983
984         if (flags & __GFP_WAIT)
985                 local_irq_enable();
986
987         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
988         if (!page)
989                 goto out;
990
991         n = get_node(s, page_to_nid(page));
992         if (n)
993                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
994         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
995         page->slab = s;
996         page->flags |= 1 << PG_slab;
997         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
998                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
999                 SetSlabDebug(page);
1000
1001         start = page_address(page);
1002         end = start + s->objects * s->size;
1003
1004         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
1005                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
1006
1007         last = start;
1008         for_each_object(p, s, start) {
1009                 setup_object(s, page, last);
1010                 set_freepointer(s, last, p);
1011                 last = p;
1012         }
1013         setup_object(s, page, last);
1014         set_freepointer(s, last, NULL);
1015
1016         page->freelist = start;
1017         page->inuse = 0;
1018 out:
1019         if (flags & __GFP_WAIT)
1020                 local_irq_disable();
1021         return page;
1022 }
1023
1024 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1025 {
1026         int pages = 1 << s->order;
1027
1028         if (unlikely(SlabDebug(page) || s->dtor)) {
1029                 void *p;
1030
1031                 slab_pad_check(s, page);
1032                 for_each_object(p, s, page_address(page)) {
1033                         if (s->dtor)
1034                                 s->dtor(p, s, 0);
1035                         check_object(s, page, p, 0);
1036                 }
1037         }
1038
1039         mod_zone_page_state(page_zone(page),
1040                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
1041                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
1042                 - pages);
1043
1044         page->mapping = NULL;
1045         __free_pages(page, s->order);
1046 }
1047
1048 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
1049 {
1050         struct page *page;
1051
1052         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
1053         __free_slab(page->slab, page);
1054 }
1055
1056 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1057 {
1058         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1059                 /*
1060                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
1061                  */
1062                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
1063
1064                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
1065         } else
1066                 __free_slab(s, page);
1067 }
1068
1069 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1070 {
1071         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1072
1073         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
1074         reset_page_mapcount(page);
1075         ClearSlabDebug(page);
1076         __ClearPageSlab(page);
1077         free_slab(s, page);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Per slab locking using the pagelock
1082  */
1083 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
1084 {
1085         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
1086 }
1087
1088 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
1089 {
1090         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
1091 }
1092
1093 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
1094 {
1095         int rc = 1;
1096
1097         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
1098         return rc;
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Management of partially allocated slabs
1103  */
1104 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1105 {
1106         spin_lock(&n->list_lock);
1107         n->nr_partial++;
1108         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
1109         spin_unlock(&n->list_lock);
1110 }
1111
1112 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1113 {
1114         spin_lock(&n->list_lock);
1115         n->nr_partial++;
1116         list_add(&page->lru, &n->partial);
1117         spin_unlock(&n->list_lock);
1118 }
1119
1120 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
1121                                                 struct page *page)
1122 {
1123         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1124
1125         spin_lock(&n->list_lock);
1126         list_del(&page->lru);
1127         n->nr_partial--;
1128         spin_unlock(&n->list_lock);
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Lock slab and remove from the partial list.
1133  *
1134  * Must hold list_lock.
1135  */
1136 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
1137 {
1138         if (slab_trylock(page)) {
1139                 list_del(&page->lru);
1140                 n->nr_partial--;
1141                 return 1;
1142         }
1143         return 0;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Try to allocate a partial slab from a specific node.
1148  */
1149 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
1150 {
1151         struct page *page;
1152
1153         /*
1154          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1155          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1156          * partial slab and there is none available then get_partials()
1157          * will return NULL.
1158          */
1159         if (!n || !n->nr_partial)
1160                 return NULL;
1161
1162         spin_lock(&n->list_lock);
1163         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1164                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1165                         goto out;
1166         page = NULL;
1167 out:
1168         spin_unlock(&n->list_lock);
1169         return page;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA distances.
1174  */
1175 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1176 {
1177 #ifdef CONFIG_NUMA
1178         struct zonelist *zonelist;
1179         struct zone **z;
1180         struct page *page;
1181
1182         /*
1183          * The defrag ratio allows a configuration of the tradeoffs between
1184          * inter node defragmentation and node local allocations. A lower
1185          * defrag_ratio increases the tendency to do local allocations
1186          * instead of attempting to obtain partial slabs from other nodes.
1187          *
1188          * If the defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1189          * returns node local objects. If the ratio is higher then kmalloc()
1190          * may return off node objects because partial slabs are obtained
1191          * from other nodes and filled up.
1192          *
1193          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1194          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation will
1195          * first attempt to defrag slab caches on other nodes. This means
1196          * scanning over all nodes to look for partial slabs which may be
1197          * expensive if we do it every time we are trying to find a slab
1198          * with available objects.
1199          */
1200         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1201                 return NULL;
1202
1203         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1204                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1205         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1206                 struct kmem_cache_node *n;
1207
1208                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1209
1210                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1211                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1212                         page = get_partial_node(n);
1213                         if (page)
1214                                 return page;
1215                 }
1216         }
1217 #endif
1218         return NULL;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * Get a partial page, lock it and return it.
1223  */
1224 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1225 {
1226         struct page *page;
1227         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1228
1229         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1230         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1231                 return page;
1232
1233         return get_any_partial(s, flags);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Move a page back to the lists.
1238  *
1239  * Must be called with the slab lock held.
1240  *
1241  * On exit the slab lock will have been dropped.
1242  */
1243 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1244 {
1245         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1246
1247         if (page->inuse) {
1248
1249                 if (page->freelist)
1250                         add_partial(n, page);
1251                 else if (SlabDebug(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1252                         add_full(n, page);
1253                 slab_unlock(page);
1254
1255         } else {
1256                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1257                         /*
1258                          * Adding an empty slab to the partial slabs in order
1259                          * to avoid page allocator overhead. This slab needs
1260                          * to come after the other slabs with objects in
1261                          * order to fill them up. That way the size of the
1262                          * partial list stays small. kmem_cache_shrink can
1263                          * reclaim empty slabs from the partial list.
1264                          */
1265                         add_partial_tail(n, page);
1266                         slab_unlock(page);
1267                 } else {
1268                         slab_unlock(page);
1269                         discard_slab(s, page);
1270                 }
1271         }
1272 }
1273
1274 /*
1275  * Remove the cpu slab
1276  */
1277 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1278 {
1279         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1280         ClearPageActive(page);
1281
1282         putback_slab(s, page);
1283 }
1284
1285 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1286 {
1287         slab_lock(page);
1288         deactivate_slab(s, page, cpu);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Flush cpu slab.
1293  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1294  */
1295 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1296 {
1297         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1298
1299         if (likely(page))
1300                 flush_slab(s, page, cpu);
1301 }
1302
1303 static void flush_cpu_slab(void *d)
1304 {
1305         struct kmem_cache *s = d;
1306         int cpu = smp_processor_id();
1307
1308         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1309 }
1310
1311 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1312 {
1313 #ifdef CONFIG_SMP
1314         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1315 #else
1316         unsigned long flags;
1317
1318         local_irq_save(flags);
1319         flush_cpu_slab(s);
1320         local_irq_restore(flags);
1321 #endif
1322 }
1323
1324 /*
1325  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1326  * (aside from the stack):
1327  *
1328  * 1. The page struct
1329  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1330  *
1331  * The only other cache lines that are read (apart from code) is the
1332  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1333  *
1334  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1335  * debugging enabled (which means all slabs are marked with SlabDebug)
1336  */
1337 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1338                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1339 {
1340         struct page *page;
1341         void **object;
1342         unsigned long flags;
1343         int cpu;
1344
1345         local_irq_save(flags);
1346         cpu = smp_processor_id();
1347         page = s->cpu_slab[cpu];
1348         if (!page)
1349                 goto new_slab;
1350
1351         slab_lock(page);
1352         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1353                 goto another_slab;
1354 redo:
1355         object = page->freelist;
1356         if (unlikely(!object))
1357                 goto another_slab;
1358         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1359                 goto debug;
1360
1361 have_object:
1362         page->inuse++;
1363         page->freelist = object[page->offset];
1364         slab_unlock(page);
1365         local_irq_restore(flags);
1366         return object;
1367
1368 another_slab:
1369         deactivate_slab(s, page, cpu);
1370
1371 new_slab:
1372         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1373         if (likely(page)) {
1374 have_slab:
1375                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1376                 SetPageActive(page);
1377                 goto redo;
1378         }
1379
1380         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1381         if (page) {
1382                 cpu = smp_processor_id();
1383                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1384                         /*
1385                          * Someone else populated the cpu_slab while we
1386                          * enabled interrupts, or we have gotten scheduled
1387                          * on another cpu. The page may not be on the
1388                          * requested node even if __GFP_THISNODE was
1389                          * specified. So we need to recheck.
1390                          */
1391                         if (node == -1 ||
1392                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1393                                 /*
1394                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1395                                  * want the current one since its cache hot
1396                                  */
1397                                 discard_slab(s, page);
1398                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1399                                 slab_lock(page);
1400                                 goto redo;
1401                         }
1402                         /* New slab does not fit our expectations */
1403                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1404                 }
1405                 slab_lock(page);
1406                 goto have_slab;
1407         }
1408         local_irq_restore(flags);
1409         return NULL;
1410 debug:
1411         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1412                 goto another_slab;
1413         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1414                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1415         trace(s, page, object, 1);
1416         init_object(s, object, 1);
1417         goto have_object;
1418 }
1419
1420 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1421 {
1422         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1423 }
1424 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1425
1426 #ifdef CONFIG_NUMA
1427 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1428 {
1429         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1432 #endif
1433
1434 /*
1435  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1436  * cacheline of the object.
1437  *
1438  * We read the cpu_slab cacheline to check if the slab is the per cpu
1439  * slab for this processor.
1440  */
1441 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1442                                         void *x, void *addr)
1443 {
1444         void *prior;
1445         void **object = (void *)x;
1446         unsigned long flags;
1447
1448         local_irq_save(flags);
1449         slab_lock(page);
1450
1451         if (unlikely(SlabDebug(page)))
1452                 goto debug;
1453 checks_ok:
1454         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1455         page->freelist = object;
1456         page->inuse--;
1457
1458         if (unlikely(PageActive(page)))
1459                 /*
1460                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1461                  * never freed.
1462                  */
1463                 goto out_unlock;
1464
1465         if (unlikely(!page->inuse))
1466                 goto slab_empty;
1467
1468         /*
1469          * Objects left in the slab. If it
1470          * was not on the partial list before
1471          * then add it.
1472          */
1473         if (unlikely(!prior))
1474                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1475
1476 out_unlock:
1477         slab_unlock(page);
1478         local_irq_restore(flags);
1479         return;
1480
1481 slab_empty:
1482         if (prior)
1483                 /*
1484                  * Slab still on the partial list.
1485                  */
1486                 remove_partial(s, page);
1487
1488         slab_unlock(page);
1489         discard_slab(s, page);
1490         local_irq_restore(flags);
1491         return;
1492
1493 debug:
1494         if (!free_object_checks(s, page, x))
1495                 goto out_unlock;
1496         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1497                 remove_full(s, page);
1498         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1499                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1500         trace(s, page, object, 0);
1501         init_object(s, object, 0);
1502         goto checks_ok;
1503 }
1504
1505 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1506 {
1507         struct page *page;
1508
1509         page = virt_to_head_page(x);
1510
1511         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1514
1515 /* Figure out on which slab object the object resides */
1516 static struct page *get_object_page(const void *x)
1517 {
1518         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1519
1520         if (!PageSlab(page))
1521                 return NULL;
1522
1523         return page;
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Object placement in a slab is made very easy because we always start at
1528  * offset 0. If we tune the size of the object to the alignment then we can
1529  * get the required alignment by putting one properly sized object after
1530  * another.
1531  *
1532  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1533  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1534  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1535  * must be moved on and off the partial lists and is therefore a factor in
1536  * locking overhead.
1537  */
1538
1539 /*
1540  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1541  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1542  * and increases the number of allocations possible without having to
1543  * take the list_lock.
1544  */
1545 static int slub_min_order;
1546 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1547 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1548
1549 /*
1550  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1551  * (Could be removed. This was introduced to pacify the merge skeptics.)
1552  */
1553 static int slub_nomerge;
1554
1555 /*
1556  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1557  *
1558  * The order of allocation has significant impact on performance and other
1559  * system components. Generally order 0 allocations should be preferred since
1560  * order 0 does not cause fragmentation in the page allocator. Larger objects
1561  * be problematic to put into order 0 slabs because there may be too much
1562  * unused space left. We go to a higher order if more than 1/8th of the slab
1563  * would be wasted.
1564  *
1565  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that a minimum
1566  * number of objects is in one slab. Otherwise we may generate too much
1567  * activity on the partial lists which requires taking the list_lock. This is
1568  * less a concern for large slabs though which are rarely used.
1569  *
1570  * slub_max_order specifies the order where we begin to stop considering the
1571  * number of objects in a slab as critical. If we reach slub_max_order then
1572  * we try to keep the page order as low as possible. So we accept more waste
1573  * of space in favor of a small page order.
1574  *
1575  * Higher order allocations also allow the placement of more objects in a
1576  * slab and thereby reduce object handling overhead. If the user has
1577  * requested a higher mininum order then we start with that one instead of
1578  * the smallest order which will fit the object.
1579  */
1580 static int calculate_order(int size)
1581 {
1582         int order;
1583         int rem;
1584
1585         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1586                         order < MAX_ORDER; order++) {
1587                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1588
1589                 if (slub_max_order > order &&
1590                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1591                         continue;
1592
1593                 if (slab_size < size)
1594                         continue;
1595
1596                 rem = slab_size % size;
1597
1598                 if (rem <= slab_size / 8)
1599                         break;
1600
1601         }
1602         if (order >= MAX_ORDER)
1603                 return -E2BIG;
1604
1605         return order;
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Figure out what the alignment of the objects will be.
1610  */
1611 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1612                 unsigned long align, unsigned long size)
1613 {
1614         /*
1615          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1616          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1617          * large.
1618          *
1619          * The hardware cache alignment cannot override the
1620          * specified alignment though. If that is greater
1621          * then use it.
1622          */
1623         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1624                         size > cache_line_size() / 2)
1625                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1626
1627         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1628                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1629
1630         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1631 }
1632
1633 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1634 {
1635         n->nr_partial = 0;
1636         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1637         spin_lock_init(&n->list_lock);
1638         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1639         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1640 }
1641
1642 #ifdef CONFIG_NUMA
1643 /*
1644  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1645  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1646  * possible.
1647  *
1648  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1649  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1650  */
1651 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1652                                                                 int node)
1653 {
1654         struct page *page;
1655         struct kmem_cache_node *n;
1656
1657         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1658
1659         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1660         /* new_slab() disables interupts */
1661         local_irq_enable();
1662
1663         BUG_ON(!page);
1664         n = page->freelist;
1665         BUG_ON(!n);
1666         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1667         page->inuse++;
1668         kmalloc_caches->node[node] = n;
1669         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1670         init_kmem_cache_node(n);
1671         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1672         add_partial(n, page);
1673         return n;
1674 }
1675
1676 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1677 {
1678         int node;
1679
1680         for_each_online_node(node) {
1681                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1682                 if (n && n != &s->local_node)
1683                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1684                 s->node[node] = NULL;
1685         }
1686 }
1687
1688 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1689 {
1690         int node;
1691         int local_node;
1692
1693         if (slab_state >= UP)
1694                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1695         else
1696                 local_node = 0;
1697
1698         for_each_online_node(node) {
1699                 struct kmem_cache_node *n;
1700
1701                 if (local_node == node)
1702                         n = &s->local_node;
1703                 else {
1704                         if (slab_state == DOWN) {
1705                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1706                                                                 node);
1707                                 continue;
1708                         }
1709                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1710                                                         gfpflags, node);
1711
1712                         if (!n) {
1713                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1714                                 return 0;
1715                         }
1716
1717                 }
1718                 s->node[node] = n;
1719                 init_kmem_cache_node(n);
1720         }
1721         return 1;
1722 }
1723 #else
1724 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1725 {
1726 }
1727
1728 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1729 {
1730         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1731         return 1;
1732 }
1733 #endif
1734
1735 /*
1736  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1737  * a slab object.
1738  */
1739 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1740 {
1741         unsigned long flags = s->flags;
1742         unsigned long size = s->objsize;
1743         unsigned long align = s->align;
1744
1745         /*
1746          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1747          * the slab may touch the object after free or before allocation
1748          * then we should never poison the object itself.
1749          */
1750         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1751                         !s->ctor && !s->dtor)
1752                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1753         else
1754                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1755
1756         /*
1757          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1758          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1759          * the possible location of the free pointer.
1760          */
1761         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1762
1763 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1764         /*
1765          * If we are Redzoning then check if there is some space between the
1766          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1767          * additional word to have some bytes to store Redzone information.
1768          */
1769         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1770                 size += sizeof(void *);
1771 #endif
1772
1773         /*
1774          * With that we have determined the number of bytes in actual use
1775          * by the object. This is the potential offset to the free pointer.
1776          */
1777         s->inuse = size;
1778
1779 #ifdef CONFIG_SLUB_DEBUG
1780         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1781                 s->ctor || s->dtor)) {
1782                 /*
1783                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1784                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1785                  * kmem_cache_free.
1786                  *
1787                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1788                  * destructor or are poisoning the objects.
1789                  */
1790                 s->offset = size;
1791                 size += sizeof(void *);
1792         }
1793
1794         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1795                 /*
1796                  * Need to store information about allocs and frees after
1797                  * the object.
1798                  */
1799                 size += 2 * sizeof(struct track);
1800
1801         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1802                 /*
1803                  * Add some empty padding so that we can catch
1804                  * overwrites from earlier objects rather than let
1805                  * tracking information or the free pointer be
1806                  * corrupted if an user writes before the start
1807                  * of the object.
1808                  */
1809                 size += sizeof(void *);
1810 #endif
1811
1812         /*
1813          * Determine the alignment based on various parameters that the
1814          * user specified and the dynamic determination of cache line size
1815          * on bootup.
1816          */
1817         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1818
1819         /*
1820          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1821          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1822          * each object to conform to the alignment.
1823          */
1824         size = ALIGN(size, align);
1825         s->size = size;
1826
1827         s->order = calculate_order(size);
1828         if (s->order < 0)
1829                 return 0;
1830
1831         /*
1832          * Determine the number of objects per slab
1833          */
1834         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1835
1836         /*
1837          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1838          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1839          * more than 64k objects per slab.
1840          */
1841         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1842                 return 0;
1843         return 1;
1844
1845 }
1846
1847 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1848                 const char *name, size_t size,
1849                 size_t align, unsigned long flags,
1850                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1851                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1852 {
1853         memset(s, 0, kmem_size);
1854         s->name = name;
1855         s->ctor = ctor;
1856         s->dtor = dtor;
1857         s->objsize = size;
1858         s->flags = flags;
1859         s->align = align;
1860         kmem_cache_open_debug_check(s);
1861
1862         if (!calculate_sizes(s))
1863                 goto error;
1864
1865         s->refcount = 1;
1866 #ifdef CONFIG_NUMA
1867         s->defrag_ratio = 100;
1868 #endif
1869
1870         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1871                 return 1;
1872 error:
1873         if (flags & SLAB_PANIC)
1874                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1875                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1876                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1877                         s->offset, flags);
1878         return 0;
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1881
1882 /*
1883  * Check if a given pointer is valid
1884  */
1885 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1886 {
1887         struct page * page;
1888
1889         page = get_object_page(object);
1890
1891         if (!page || s != page->slab)
1892                 /* No slab or wrong slab */
1893                 return 0;
1894
1895         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
1896                 return 0;
1897
1898         /*
1899          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1900          * But this would be too expensive and it seems that the main
1901          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1902          * to a certain slab.
1903          */
1904         return 1;
1905 }
1906 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1907
1908 /*
1909  * Determine the size of a slab object
1910  */
1911 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1912 {
1913         return s->objsize;
1914 }
1915 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1916
1917 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1918 {
1919         return s->name;
1920 }
1921 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1922
1923 /*
1924  * Attempt to free all slabs on a node. Return the number of slabs we
1925  * were unable to free.
1926  */
1927 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1928                         struct list_head *list)
1929 {
1930         int slabs_inuse = 0;
1931         unsigned long flags;
1932         struct page *page, *h;
1933
1934         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1935         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1936                 if (!page->inuse) {
1937                         list_del(&page->lru);
1938                         discard_slab(s, page);
1939                 } else
1940                         slabs_inuse++;
1941         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1942         return slabs_inuse;
1943 }
1944
1945 /*
1946  * Release all resources used by a slab cache.
1947  */
1948 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1949 {
1950         int node;
1951
1952         flush_all(s);
1953
1954         /* Attempt to free all objects */
1955         for_each_online_node(node) {
1956                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1957
1958                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1959                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1960                         return 1;
1961         }
1962         free_kmem_cache_nodes(s);
1963         return 0;
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1968  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1969  */
1970 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1971 {
1972         down_write(&slub_lock);
1973         s->refcount--;
1974         if (!s->refcount) {
1975                 list_del(&s->list);
1976                 if (kmem_cache_close(s))
1977                         WARN_ON(1);
1978                 sysfs_slab_remove(s);
1979                 kfree(s);
1980         }
1981         up_write(&slub_lock);
1982 }
1983 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1984
1985 /********************************************************************
1986  *              Kmalloc subsystem
1987  *******************************************************************/
1988
1989 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1990 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1991
1992 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1993 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1994 #endif
1995
1996 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1997 {
1998         get_option (&str, &slub_min_order);
1999
2000         return 1;
2001 }
2002
2003 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
2004
2005 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
2006 {
2007         get_option (&str, &slub_max_order);
2008
2009         return 1;
2010 }
2011
2012 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
2013
2014 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
2015 {
2016         get_option (&str, &slub_min_objects);
2017
2018         return 1;
2019 }
2020
2021 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
2022
2023 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
2024 {
2025         slub_nomerge = 1;
2026         return 1;
2027 }
2028
2029 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
2030
2031 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
2032                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
2033 {
2034         unsigned int flags = 0;
2035
2036         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
2037                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
2038
2039         down_write(&slub_lock);
2040         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
2041                         flags, NULL, NULL))
2042                 goto panic;
2043
2044         list_add(&s->list, &slab_caches);
2045         up_write(&slub_lock);
2046         if (sysfs_slab_add(s))
2047                 goto panic;
2048         return s;
2049
2050 panic:
2051         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2052 }
2053
2054 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2055 {
2056         int index = kmalloc_index(size);
2057
2058         if (!index)
2059                 return NULL;
2060
2061         /* Allocation too large? */
2062         BUG_ON(index < 0);
2063
2064 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2065         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2066                 struct kmem_cache *s;
2067                 struct kmem_cache *x;
2068                 char *text;
2069                 size_t realsize;
2070
2071                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2072                 if (s)
2073                         return s;
2074
2075                 /* Dynamically create dma cache */
2076                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2077                 if (!x)
2078                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2079
2080                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2081                         realsize = 1 << index;
2082                 else {
2083                         if (index == 1)
2084                                 realsize = 96;
2085                         else
2086                                 realsize = 192;
2087                 }
2088
2089                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2090                                 (unsigned int)realsize);
2091                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2092                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2093                 return s;
2094         }
2095 #endif
2096         return &kmalloc_caches[index];
2097 }
2098
2099 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2100 {
2101         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2102
2103         if (s)
2104                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2105         return NULL;
2106 }
2107 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2108
2109 #ifdef CONFIG_NUMA
2110 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2111 {
2112         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2113
2114         if (s)
2115                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2116         return NULL;
2117 }
2118 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2119 #endif
2120
2121 size_t ksize(const void *object)
2122 {
2123         struct page *page = get_object_page(object);
2124         struct kmem_cache *s;
2125
2126         BUG_ON(!page);
2127         s = page->slab;
2128         BUG_ON(!s);
2129
2130         /*
2131          * Debugging requires use of the padding between object
2132          * and whatever may come after it.
2133          */
2134         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2135                 return s->objsize;
2136
2137         /*
2138          * If we have the need to store the freelist pointer
2139          * back there or track user information then we can
2140          * only use the space before that information.
2141          */
2142         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2143                 return s->inuse;
2144
2145         /*
2146          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2147          */
2148         return s->size;
2149 }
2150 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2151
2152 void kfree(const void *x)
2153 {
2154         struct kmem_cache *s;
2155         struct page *page;
2156
2157         if (!x)
2158                 return;
2159
2160         page = virt_to_head_page(x);
2161         s = page->slab;
2162
2163         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2164 }
2165 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2166
2167 /*
2168  * kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists and sorts
2169  * the remaining slabs by the number of items in use. The slabs with the
2170  * most items in use come first. New allocations will then fill those up
2171  * and thus they can be removed from the partial lists.
2172  *
2173  * The slabs with the least items are placed last. This results in them
2174  * being allocated from last increasing the chance that the last objects
2175  * are freed in them.
2176  */
2177 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2178 {
2179         int node;
2180         int i;
2181         struct kmem_cache_node *n;
2182         struct page *page;
2183         struct page *t;
2184         struct list_head *slabs_by_inuse =
2185                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2186         unsigned long flags;
2187
2188         if (!slabs_by_inuse)
2189                 return -ENOMEM;
2190
2191         flush_all(s);
2192         for_each_online_node(node) {
2193                 n = get_node(s, node);
2194
2195                 if (!n->nr_partial)
2196                         continue;
2197
2198                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2199                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2200
2201                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2202
2203                 /*
2204                  * Build lists indexed by the items in use in each slab.
2205                  *
2206                  * Note that concurrent frees may occur while we hold the
2207                  * list_lock. page->inuse here is the upper limit.
2208                  */
2209                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2210                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2211                                 /*
2212                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2213                                  * may have freed the last object and be
2214                                  * waiting to release the slab.
2215                                  */
2216                                 list_del(&page->lru);
2217                                 n->nr_partial--;
2218                                 slab_unlock(page);
2219                                 discard_slab(s, page);
2220                         } else {
2221                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2222                                         list_move(&page->lru,
2223                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2224                         }
2225                 }
2226
2227                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2228                         goto out;
2229
2230                 /*
2231                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up most
2232                  * first and the least used slabs at the end.
2233                  */
2234                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2235                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2236
2237         out:
2238                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2239         }
2240
2241         kfree(slabs_by_inuse);
2242         return 0;
2243 }
2244 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2245
2246 /**
2247  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2248  *
2249  * @p: object to reallocate memory for.
2250  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2251  * @flags: the type of memory to allocate.
2252  *
2253  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2254  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2255  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2256  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2257  */
2258 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2259 {
2260         void *ret;
2261         size_t ks;
2262
2263         if (unlikely(!p))
2264                 return kmalloc(new_size, flags);
2265
2266         if (unlikely(!new_size)) {
2267                 kfree(p);
2268                 return NULL;
2269         }
2270
2271         ks = ksize(p);
2272         if (ks >= new_size)
2273                 return (void *)p;
2274
2275         ret = kmalloc(new_size, flags);
2276         if (ret) {
2277                 memcpy(ret, p, min(new_size, ks));
2278                 kfree(p);
2279         }
2280         return ret;
2281 }
2282 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2283
2284 /********************************************************************
2285  *                      Basic setup of slabs
2286  *******************************************************************/
2287
2288 void __init kmem_cache_init(void)
2289 {
2290         int i;
2291
2292 #ifdef CONFIG_NUMA
2293         /*
2294          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2295          * struct kmem_cache_node's. There is special bootstrap code in
2296          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2297          */
2298         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2299                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2300 #endif
2301
2302         /* Able to allocate the per node structures */
2303         slab_state = PARTIAL;
2304
2305         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2306         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2307                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2308         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2309                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2310
2311         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2312                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2313                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2314
2315         slab_state = UP;
2316
2317         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2318         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2319                 kmalloc_caches[i]. name =
2320                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2321
2322 #ifdef CONFIG_SMP
2323         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2324 #endif
2325
2326         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2327                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2328                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2329
2330         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2331                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2332                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, cache_line_size(),
2333                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2334                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Find a mergeable slab cache
2339  */
2340 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2341 {
2342         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2343                 return 1;
2344
2345         if (s->ctor || s->dtor)
2346                 return 1;
2347
2348         return 0;
2349 }
2350
2351 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2352                 size_t align, unsigned long flags,
2353                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2354                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2355 {
2356         struct list_head *h;
2357
2358         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2359                 return NULL;
2360
2361         if (ctor || dtor)
2362                 return NULL;
2363
2364         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2365         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2366         size = ALIGN(size, align);
2367
2368         list_for_each(h, &slab_caches) {
2369                 struct kmem_cache *s =
2370                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2371
2372                 if (slab_unmergeable(s))
2373                         continue;
2374
2375                 if (size > s->size)
2376                         continue;
2377
2378                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2379                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2380                                 continue;
2381                 /*
2382                  * Check if alignment is compatible.
2383                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2384                  */
2385                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2386                         continue;
2387
2388                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2389                         continue;
2390
2391                 return s;
2392         }
2393         return NULL;
2394 }
2395
2396 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2397                 size_t align, unsigned long flags,
2398                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2399                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2400 {
2401         struct kmem_cache *s;
2402
2403         down_write(&slub_lock);
2404         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2405         if (s) {
2406                 s->refcount++;
2407                 /*
2408                  * Adjust the object sizes so that we clear
2409                  * the complete object on kzalloc.
2410                  */
2411                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2412                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2413                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2414                         goto err;
2415         } else {
2416                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2417                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2418                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2419                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2420                                 kfree(s);
2421                                 goto err;
2422                         }
2423                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2424                 } else
2425                         kfree(s);
2426         }
2427         up_write(&slub_lock);
2428         return s;
2429
2430 err:
2431         up_write(&slub_lock);
2432         if (flags & SLAB_PANIC)
2433                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2434         else
2435                 s = NULL;
2436         return s;
2437 }
2438 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2439
2440 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2441 {
2442         void *x;
2443
2444         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2445         if (x)
2446                 memset(x, 0, s->objsize);
2447         return x;
2448 }
2449 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2450
2451 #ifdef CONFIG_SMP
2452 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2453 {
2454         struct list_head *h;
2455
2456         down_read(&slub_lock);
2457         list_for_each(h, &slab_caches) {
2458                 struct kmem_cache *s =
2459                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2460
2461                 func(s, cpu);
2462         }
2463         up_read(&slub_lock);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * Use the cpu notifier to insure that the cpu slabs are flushed when
2468  * necessary.
2469  */
2470 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2471                 unsigned long action, void *hcpu)
2472 {
2473         long cpu = (long)hcpu;
2474
2475         switch (action) {
2476         case CPU_UP_CANCELED:
2477         case CPU_DEAD:
2478                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2479                 break;
2480         default:
2481                 break;
2482         }
2483         return NOTIFY_OK;
2484 }
2485
2486 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2487         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2488
2489 #endif
2490
2491 #ifdef CONFIG_NUMA
2492
2493 /*****************************************************************
2494  * Generic reaper used to support the page allocator
2495  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2496  *
2497  * Maybe move this to the page allocator?
2498  ****************************************************************/
2499
2500 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2501
2502 static void init_reap_node(int cpu)
2503 {
2504         int node;
2505
2506         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2507         if (node == MAX_NUMNODES)
2508                 node = first_node(node_online_map);
2509
2510         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2511 }
2512
2513 static void next_reap_node(void)
2514 {
2515         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2516
2517         /*
2518          * Also drain per cpu pages on remote zones
2519          */
2520         if (node != numa_node_id())
2521                 drain_node_pages(node);
2522
2523         node = next_node(node, node_online_map);
2524         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2525                 node = first_node(node_online_map);
2526         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2527 }
2528 #else
2529 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2530 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2531 #endif
2532
2533 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2534
2535 #ifdef CONFIG_SMP
2536 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2537
2538 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2539 {
2540         next_reap_node();
2541         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2542         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2543                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2544 }
2545
2546 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2547 {
2548         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2549
2550         /*
2551          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2552          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2553          * at that time.
2554          */
2555         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2556                 init_reap_node(cpu);
2557                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2558                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2559         }
2560 }
2561
2562 static int __init cpucache_init(void)
2563 {
2564         int cpu;
2565
2566         /*
2567          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2568          */
2569         for_each_online_cpu(cpu)
2570                 start_cpu_timer(cpu);
2571         return 0;
2572 }
2573 __initcall(cpucache_init);
2574 #endif
2575
2576 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2577 {
2578         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2579
2580         if (!s)
2581                 return NULL;
2582
2583         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2584 }
2585
2586 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2587                                         int node, void *caller)
2588 {
2589         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2590
2591         if (!s)
2592                 return NULL;
2593
2594         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2595 }
2596
2597 #if defined(CONFIG_SYSFS) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
2598 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2599 {
2600         void *p;
2601         void *addr = page_address(page);
2602         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2603
2604         if (!check_slab(s, page) ||
2605                         !on_freelist(s, page, NULL))
2606                 return 0;
2607
2608         /* Now we know that a valid freelist exists */
2609         bitmap_zero(map, s->objects);
2610
2611         for_each_free_object(p, s, page->freelist) {
2612                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2613                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2614                         return 0;
2615         }
2616
2617         for_each_object(p, s, addr)
2618                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map))
2619                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2620                                 return 0;
2621         return 1;
2622 }
2623
2624 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2625 {
2626         if (slab_trylock(page)) {
2627                 validate_slab(s, page);
2628                 slab_unlock(page);
2629         } else
2630                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2631                         s->name, page);
2632
2633         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2634                 if (!SlabDebug(page))
2635                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug not set "
2636                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2637         } else {
2638                 if (SlabDebug(page))
2639                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: SlabDebug set on "
2640                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2641         }
2642 }
2643
2644 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2645 {
2646         unsigned long count = 0;
2647         struct page *page;
2648         unsigned long flags;
2649
2650         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2651
2652         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2653                 validate_slab_slab(s, page);
2654                 count++;
2655         }
2656         if (count != n->nr_partial)
2657                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2658                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2659
2660         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2661                 goto out;
2662
2663         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2664                 validate_slab_slab(s, page);
2665                 count++;
2666         }
2667         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2668                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2669                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2670                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2671
2672 out:
2673         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2674         return count;
2675 }
2676
2677 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2678 {
2679         int node;
2680         unsigned long count = 0;
2681
2682         flush_all(s);
2683         for_each_online_node(node) {
2684                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2685
2686                 count += validate_slab_node(s, n);
2687         }
2688         return count;
2689 }
2690
2691 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2692 static void resiliency_test(void)
2693 {
2694         u8 *p;
2695
2696         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2697         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2698         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2699
2700         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2701         p[16] = 0x12;
2702         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2703                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2704
2705         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2706
2707         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2708         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2709         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2710         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2711                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2712         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2713
2714         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2715         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2716         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2717         *p = 0x56;
2718         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2719                                                                         p);
2720         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2721         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2722
2723         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2724         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2725         kfree(p);
2726         *p = 0x78;
2727         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2728         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2729
2730         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2731         kfree(p);
2732         p[50] = 0x9a;
2733         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2734         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2735
2736         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2737         kfree(p);
2738         p[512] = 0xab;
2739         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2740         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2741 }
2742 #else
2743 static void resiliency_test(void) {};
2744 #endif
2745
2746 /*
2747  * Generate lists of code addresses where slabcache objects are allocated
2748  * and freed.
2749  */
2750
2751 struct location {
2752         unsigned long count;
2753         void *addr;
2754 };
2755
2756 struct loc_track {
2757         unsigned long max;
2758         unsigned long count;
2759         struct location *loc;
2760 };
2761
2762 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2763 {
2764         if (t->max)
2765                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2766                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2767 }
2768
2769 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2770 {
2771         struct location *l;
2772         int order;
2773
2774         if (!max)
2775                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2776
2777         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2778
2779         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2780
2781         if (!l)
2782                 return 0;
2783
2784         if (t->count) {
2785                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2786                 free_loc_track(t);
2787         }
2788         t->max = max;
2789         t->loc = l;
2790         return 1;
2791 }
2792
2793 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2794                                                 void *addr)
2795 {
2796         long start, end, pos;
2797         struct location *l;
2798         void *caddr;
2799
2800         start = -1;
2801         end = t->count;
2802
2803         for ( ; ; ) {
2804                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2805
2806                 /*
2807                  * There is nothing at "end". If we end up there
2808                  * we need to add something to before end.
2809                  */
2810                 if (pos == end)
2811                         break;
2812
2813                 caddr = t->loc[pos].addr;
2814                 if (addr == caddr) {
2815                         t->loc[pos].count++;
2816                         return 1;
2817                 }
2818
2819                 if (addr < caddr)
2820                         end = pos;
2821                 else
2822                         start = pos;
2823         }
2824
2825         /*
2826          * Not found. Insert new tracking element.
2827          */
2828         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2829                 return 0;
2830
2831         l = t->loc + pos;
2832         if (pos < t->count)
2833                 memmove(l + 1, l,
2834                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2835         t->count++;
2836         l->count = 1;
2837         l->addr = addr;
2838         return 1;
2839 }
2840
2841 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2842                 struct page *page, enum track_item alloc)
2843 {
2844         void *addr = page_address(page);
2845         DECLARE_BITMAP(map, s->objects);
2846         void *p;
2847
2848         bitmap_zero(map, s->objects);
2849         for_each_free_object(p, s, page->freelist)
2850                 set_bit(slab_index(p, s, addr), map);
2851
2852         for_each_object(p, s, addr)
2853                 if (!test_bit(slab_index(p, s, addr), map)) {
2854                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2855
2856                         add_location(t, s, addr);
2857                 }
2858 }
2859
2860 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2861                                         enum track_item alloc)
2862 {
2863         int n = 0;
2864         unsigned long i;
2865         struct loc_track t;
2866         int node;
2867
2868         t.count = 0;
2869         t.max = 0;
2870
2871         /* Push back cpu slabs */
2872         flush_all(s);
2873
2874         for_each_online_node(node) {
2875                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2876                 unsigned long flags;
2877                 struct page *page;
2878
2879                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2880                         continue;
2881
2882                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2883                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2884                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2885                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2886                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2887                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2888         }
2889
2890         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2891                 void *addr = t.loc[i].addr;
2892
2893                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2894                         break;
2895                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2896                 if (addr)
2897                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2898                 else
2899                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2900                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2901         }
2902
2903         free_loc_track(&t);
2904         if (!t.count)
2905                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2906         return n;
2907 }
2908
2909 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2910 {
2911         unsigned long flags;
2912         unsigned long x = 0;
2913         struct page *page;
2914
2915         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2916         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2917                 x += page->inuse;
2918         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2919         return x;
2920 }
2921
2922 enum slab_stat_type {
2923         SL_FULL,
2924         SL_PARTIAL,
2925         SL_CPU,
2926         SL_OBJECTS
2927 };
2928
2929 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2930 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2931 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2932 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2933
2934 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2935                         char *buf, unsigned long flags)
2936 {
2937         unsigned long total = 0;
2938         int cpu;
2939         int node;
2940         int x;
2941         unsigned long *nodes;
2942         unsigned long *per_cpu;
2943
2944         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2945         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2946
2947         for_each_possible_cpu(cpu) {
2948                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2949                 int node;
2950
2951                 if (page) {
2952                         node = page_to_nid(page);
2953                         if (flags & SO_CPU) {
2954                                 int x = 0;
2955
2956                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2957                                         x = page->inuse;
2958                                 else
2959                                         x = 1;
2960                                 total += x;
2961                                 nodes[node] += x;
2962                         }
2963                         per_cpu[node]++;
2964                 }
2965         }
2966
2967         for_each_online_node(node) {
2968                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2969
2970                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2971                         if (flags & SO_OBJECTS)
2972                                 x = count_partial(n);
2973                         else
2974                                 x = n->nr_partial;
2975                         total += x;
2976                         nodes[node] += x;
2977                 }
2978
2979                 if (flags & SO_FULL) {
2980                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2981                                         - per_cpu[node]
2982                                         - n->nr_partial;
2983
2984                         if (flags & SO_OBJECTS)
2985                                 x = full_slabs * s->objects;
2986                         else
2987                                 x = full_slabs;
2988                         total += x;
2989                         nodes[node] += x;
2990                 }
2991         }
2992
2993         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2994 #ifdef CONFIG_NUMA
2995         for_each_online_node(node)
2996                 if (nodes[node])
2997                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2998                                         node, nodes[node]);
2999 #endif
3000         kfree(nodes);
3001         return x + sprintf(buf + x, "\n");
3002 }
3003
3004 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
3005 {
3006         int node;
3007         int cpu;
3008
3009         for_each_possible_cpu(cpu)
3010                 if (s->cpu_slab[cpu])
3011                         return 1;
3012
3013         for_each_node(node) {
3014                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
3015
3016                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
3017                         return 1;
3018         }
3019         return 0;
3020 }
3021
3022 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
3023 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
3024
3025 struct slab_attribute {
3026         struct attribute attr;
3027         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
3028         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
3029 };
3030
3031 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3032         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3033
3034 #define SLAB_ATTR(_name) \
3035         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3036         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3037
3038 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3039 {
3040         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3041 }
3042 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3043
3044 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3045 {
3046         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3047 }
3048 SLAB_ATTR_RO(align);
3049
3050 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3051 {
3052         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3053 }
3054 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3055
3056 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3057 {
3058         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3059 }
3060 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3061
3062 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3063 {
3064         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3065 }
3066 SLAB_ATTR_RO(order);
3067
3068 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3069 {
3070         if (s->ctor) {
3071                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3072
3073                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3074         }
3075         return 0;
3076 }
3077 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3078
3079 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3080 {
3081         if (s->dtor) {
3082                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3083
3084                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3085         }
3086         return 0;
3087 }
3088 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3089
3090 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3091 {
3092         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3093 }
3094 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3095
3096 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3097 {
3098         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3099 }
3100 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3101
3102 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3103 {
3104         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3105 }
3106 SLAB_ATTR_RO(partial);
3107
3108 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3109 {
3110         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3111 }
3112 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3113
3114 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3115 {
3116         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3117 }
3118 SLAB_ATTR_RO(objects);
3119
3120 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3121 {
3122         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3123 }
3124
3125 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3126                                 const char *buf, size_t length)
3127 {
3128         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3129         if (buf[0] == '1')
3130                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3131         return length;
3132 }
3133 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3134
3135 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3136 {
3137         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3138 }
3139
3140 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3141                                                         size_t length)
3142 {
3143         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3144         if (buf[0] == '1')
3145                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3146         return length;
3147 }
3148 SLAB_ATTR(trace);
3149
3150 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3151 {
3152         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3153 }
3154
3155 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3156                                 const char *buf, size_t length)
3157 {
3158         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3159         if (buf[0] == '1')
3160                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3161         return length;
3162 }
3163 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3164
3165 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3166 {
3167         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3168 }
3169 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3170
3171 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3172 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3173 {
3174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3175 }
3176 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3177 #endif
3178
3179 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3180 {
3181         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3182 }
3183 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3184
3185 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3186 {
3187         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3188 }
3189
3190 static ssize_t red_zone_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_RED_ZONE;
3197         if (buf[0] == '1')
3198                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3199         calculate_sizes(s);
3200         return length;
3201 }
3202 SLAB_ATTR(red_zone);
3203
3204 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3205 {
3206         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3207 }
3208
3209 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3210                                 const char *buf, size_t length)
3211 {
3212         if (any_slab_objects(s))
3213                 return -EBUSY;
3214
3215         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3216         if (buf[0] == '1')
3217                 s->flags |= SLAB_POISON;
3218         calculate_sizes(s);
3219         return length;
3220 }
3221 SLAB_ATTR(poison);
3222
3223 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3224 {
3225         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3226 }
3227
3228 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3229                                 const char *buf, size_t length)
3230 {
3231         if (any_slab_objects(s))
3232                 return -EBUSY;
3233
3234         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3235         if (buf[0] == '1')
3236                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3237         calculate_sizes(s);
3238         return length;
3239 }
3240 SLAB_ATTR(store_user);
3241
3242 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3243 {
3244         return 0;
3245 }
3246
3247 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3248                         const char *buf, size_t length)
3249 {
3250         if (buf[0] == '1')
3251                 validate_slab_cache(s);
3252         else
3253                 return -EINVAL;
3254         return length;
3255 }
3256 SLAB_ATTR(validate);
3257
3258 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3259 {
3260         return 0;
3261 }
3262
3263 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3264                         const char *buf, size_t length)
3265 {
3266         if (buf[0] == '1') {
3267                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3268
3269                 if (rc)
3270                         return rc;
3271         } else
3272                 return -EINVAL;
3273         return length;
3274 }
3275 SLAB_ATTR(shrink);
3276
3277 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3278 {
3279         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3280                 return -ENOSYS;
3281         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3282 }
3283 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3284
3285 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3286 {
3287         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3288                 return -ENOSYS;
3289         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3290 }
3291 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3292
3293 #ifdef CONFIG_NUMA
3294 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3295 {
3296         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3297 }
3298
3299 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3300                                 const char *buf, size_t length)
3301 {
3302         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3303
3304         if (n < 100)
3305                 s->defrag_ratio = n * 10;
3306         return length;
3307 }
3308 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3309 #endif
3310
3311 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3312         &slab_size_attr.attr,
3313         &object_size_attr.attr,
3314         &objs_per_slab_attr.attr,
3315         &order_attr.attr,
3316         &objects_attr.attr,
3317         &slabs_attr.attr,
3318         &partial_attr.attr,
3319         &cpu_slabs_attr.attr,
3320         &ctor_attr.attr,
3321         &dtor_attr.attr,
3322         &aliases_attr.attr,
3323         &align_attr.attr,
3324         &sanity_checks_attr.attr,
3325         &trace_attr.attr,
3326         &hwcache_align_attr.attr,
3327         &reclaim_account_attr.attr,
3328         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3329         &red_zone_attr.attr,
3330         &poison_attr.attr,
3331         &store_user_attr.attr,
3332         &validate_attr.attr,
3333         &shrink_attr.attr,
3334         &alloc_calls_attr.attr,
3335         &free_calls_attr.attr,
3336 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3337         &cache_dma_attr.attr,
3338 #endif
3339 #ifdef CONFIG_NUMA
3340         &defrag_ratio_attr.attr,
3341 #endif
3342         NULL
3343 };
3344
3345 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3346         .attrs = slab_attrs,
3347 };
3348
3349 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3350                                 struct attribute *attr,
3351                                 char *buf)
3352 {
3353         struct slab_attribute *attribute;
3354         struct kmem_cache *s;
3355         int err;
3356
3357         attribute = to_slab_attr(attr);
3358         s = to_slab(kobj);
3359
3360         if (!attribute->show)
3361                 return -EIO;
3362
3363         err = attribute->show(s, buf);
3364
3365         return err;
3366 }
3367
3368 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3369                                 struct attribute *attr,
3370                                 const char *buf, size_t len)
3371 {
3372         struct slab_attribute *attribute;
3373         struct kmem_cache *s;
3374         int err;
3375
3376         attribute = to_slab_attr(attr);
3377         s = to_slab(kobj);
3378
3379         if (!attribute->store)
3380                 return -EIO;
3381
3382         err = attribute->store(s, buf, len);
3383
3384         return err;
3385 }
3386
3387 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3388         .show = slab_attr_show,
3389         .store = slab_attr_store,
3390 };
3391
3392 static struct kobj_type slab_ktype = {
3393         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3394 };
3395
3396 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3397 {
3398         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3399
3400         if (ktype == &slab_ktype)
3401                 return 1;
3402         return 0;
3403 }
3404
3405 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3406         .filter = uevent_filter,
3407 };
3408
3409 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3410
3411 #define ID_STR_LENGTH 64
3412
3413 /* Create a unique string id for a slab cache:
3414  * format
3415  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3416  */
3417 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3418 {
3419         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3420         char *p = name;
3421
3422         BUG_ON(!name);
3423
3424         *p++ = ':';
3425         /*
3426          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3427          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3428          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3429          * are matched during merging to guarantee that the id is
3430          * unique.
3431          */
3432         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3433                 *p++ = 'd';
3434         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3435                 *p++ = 'a';
3436         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3437                 *p++ = 'F';
3438         if (p != name + 1)
3439                 *p++ = '-';
3440         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3441         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3442         return name;
3443 }
3444
3445 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3446 {
3447         int err;
3448         const char *name;
3449         int unmergeable;
3450
3451         if (slab_state < SYSFS)
3452                 /* Defer until later */
3453                 return 0;
3454
3455         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3456         if (unmergeable) {
3457                 /*
3458                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3459                  * This is typically the case for debug situations. In that
3460                  * case we can catch duplicate names easily.
3461                  */
3462                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3463                 name = s->name;
3464         } else {
3465                 /*
3466                  * Create a unique name for the slab as a target
3467                  * for the symlinks.
3468                  */
3469                 name = create_unique_id(s);
3470         }
3471
3472         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3473         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3474         kobject_init(&s->kobj);
3475         err = kobject_add(&s->kobj);
3476         if (err)
3477                 return err;
3478
3479         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3480         if (err)
3481                 return err;
3482         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3483         if (!unmergeable) {
3484                 /* Setup first alias */
3485                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3486                 kfree(name);
3487         }
3488         return 0;
3489 }
3490
3491 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3492 {
3493         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3494         kobject_del(&s->kobj);
3495 }
3496
3497 /*
3498  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3499  * available lest we loose that information.
3500  */
3501 struct saved_alias {
3502         struct kmem_cache *s;
3503         const char *name;
3504         struct saved_alias *next;
3505 };
3506
3507 struct saved_alias *alias_list;
3508
3509 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3510 {
3511         struct saved_alias *al;
3512
3513         if (slab_state == SYSFS) {
3514                 /*
3515                  * If we have a leftover link then remove it.
3516                  */
3517                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3518                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3519                                                 &s->kobj, name);
3520         }
3521
3522         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3523         if (!al)
3524                 return -ENOMEM;
3525
3526         al->s = s;
3527         al->name = name;
3528         al->next = alias_list;
3529         alias_list = al;
3530         return 0;
3531 }
3532
3533 static int __init slab_sysfs_init(void)
3534 {
3535         struct list_head *h;
3536         int err;
3537
3538         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3539         if (err) {
3540                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3541                 return -ENOSYS;
3542         }
3543
3544         slab_state = SYSFS;
3545
3546         list_for_each(h, &slab_caches) {
3547                 struct kmem_cache *s =
3548                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
3549
3550                 err = sysfs_slab_add(s);
3551                 BUG_ON(err);
3552         }
3553
3554         while (alias_list) {
3555                 struct saved_alias *al = alias_list;
3556
3557                 alias_list = alias_list->next;
3558                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3559                 BUG_ON(err);
3560                 kfree(al);
3561         }
3562
3563         resiliency_test();
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 __initcall(slab_sysfs_init);
3568 #endif