slab allocators: Remove SLAB_DEBUG_INITIAL flag
[pandora-kernel.git] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list.
70  * There is no list for full slabs. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * Otherwise there is no need to track full slabs unless we have to
73  * track full slabs for debugging purposes.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
85  * PageError            Slab requires special handling due to debug
86  *                      options set. This moves slab handling out of
87  *                      the fast path.
88  */
89
90 /*
91  * Issues still to be resolved:
92  *
93  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
94  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
95  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline.so at
96  *   max 16 cpus could compete. Likely okay.
97  *
98  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
99  *
100  * - Variable sizing of the per node arrays
101  */
102
103 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
104 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
105
106 #if PAGE_SHIFT <= 12
107
108 /*
109  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
110  */
111 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
112 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
113
114 #else
115
116 /*
117  * Large page machines are customarily able to handle larger
118  * page orders.
119  */
120 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
121 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
122
123 #endif
124
125 /*
126  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
127  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
128  */
129 #define MIN_PARTIAL 2
130
131 /*
132  * Maximum number of desirable partial slabs.
133  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
134  * sort the partial list by the number of objects in the.
135  */
136 #define MAX_PARTIAL 10
137
138 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
139                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
140 /*
141  * Set of flags that will prevent slab merging
142  */
143 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
144                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
145
146 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
147                 SLAB_CACHE_DMA)
148
149 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
150 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
154 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
155 #endif
156
157 /* Internal SLUB flags */
158 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
159
160 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
161
162 #ifdef CONFIG_SMP
163 static struct notifier_block slab_notifier;
164 #endif
165
166 static enum {
167         DOWN,           /* No slab functionality available */
168         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
169         UP,             /* Everything works */
170         SYSFS           /* Sysfs up */
171 } slab_state = DOWN;
172
173 /* A list of all slab caches on the system */
174 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
175 LIST_HEAD(slab_caches);
176
177 #ifdef CONFIG_SYSFS
178 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
179 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
180 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
181 #else
182 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
183 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
184 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
185 #endif
186
187 /********************************************************************
188  *                      Core slab cache functions
189  *******************************************************************/
190
191 int slab_is_available(void)
192 {
193         return slab_state >= UP;
194 }
195
196 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
197 {
198 #ifdef CONFIG_NUMA
199         return s->node[node];
200 #else
201         return &s->local_node;
202 #endif
203 }
204
205 /*
206  * Object debugging
207  */
208 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
209 {
210         int i, offset;
211         int newline = 1;
212         char ascii[17];
213
214         ascii[16] = 0;
215
216         for (i = 0; i < length; i++) {
217                 if (newline) {
218                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
219                         newline = 0;
220                 }
221                 printk(" %02x", addr[i]);
222                 offset = i % 16;
223                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
224                 if (offset == 15) {
225                         printk(" %s\n",ascii);
226                         newline = 1;
227                 }
228         }
229         if (!newline) {
230                 i %= 16;
231                 while (i < 16) {
232                         printk("   ");
233                         ascii[i] = ' ';
234                         i++;
235                 }
236                 printk(" %s\n", ascii);
237         }
238 }
239
240 /*
241  * Slow version of get and set free pointer.
242  *
243  * This requires touching the cache lines of kmem_cache.
244  * The offset can also be obtained from the page. In that
245  * case it is in the cacheline that we already need to touch.
246  */
247 static void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
248 {
249         return *(void **)(object + s->offset);
250 }
251
252 static void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
253 {
254         *(void **)(object + s->offset) = fp;
255 }
256
257 /*
258  * Tracking user of a slab.
259  */
260 struct track {
261         void *addr;             /* Called from address */
262         int cpu;                /* Was running on cpu */
263         int pid;                /* Pid context */
264         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
265 };
266
267 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
268
269 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
270         enum track_item alloc)
271 {
272         struct track *p;
273
274         if (s->offset)
275                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
276         else
277                 p = object + s->inuse;
278
279         return p + alloc;
280 }
281
282 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
283                                 enum track_item alloc, void *addr)
284 {
285         struct track *p;
286
287         if (s->offset)
288                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
289         else
290                 p = object + s->inuse;
291
292         p += alloc;
293         if (addr) {
294                 p->addr = addr;
295                 p->cpu = smp_processor_id();
296                 p->pid = current ? current->pid : -1;
297                 p->when = jiffies;
298         } else
299                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
300 }
301
302 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
303 {
304         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
305                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
306                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
307         }
308 }
309
310 static void print_track(const char *s, struct track *t)
311 {
312         if (!t->addr)
313                 return;
314
315         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
316         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
317         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
318 }
319
320 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
321 {
322         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
323
324         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
325                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
326                         s->inuse - s->objsize);
327
328         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
329                         p + s->offset,
330                         get_freepointer(s, p));
331
332         if (s->offset)
333                 off = s->offset + sizeof(void *);
334         else
335                 off = s->inuse;
336
337         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
338                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
339                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
340                 off += 2 * sizeof(struct track);
341         }
342
343         if (off != s->size)
344                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
345                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
346 }
347
348 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
349                         u8 *object, char *reason)
350 {
351         u8 *addr = page_address(page);
352
353         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
354                         s->name, reason, object, page);
355         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
356                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
357         if (object > addr + 16)
358                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
359         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
360         print_trailer(s, object);
361         dump_stack();
362 }
363
364 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
365 {
366         va_list args;
367         char buf[100];
368
369         va_start(args, reason);
370         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
371         va_end(args);
372         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
373                 page);
374         dump_stack();
375 }
376
377 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
378 {
379         u8 *p = object;
380
381         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
382                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
383                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
384         }
385
386         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
387                 memset(p + s->objsize,
388                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
389                         s->inuse - s->objsize);
390 }
391
392 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
393 {
394         while (bytes) {
395                 if (*start != (u8)value)
396                         return 0;
397                 start++;
398                 bytes--;
399         }
400         return 1;
401 }
402
403
404 static int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s, struct page *page,
405                                          void *object)
406 {
407         void *base;
408
409         if (!object)
410                 return 1;
411
412         base = page_address(page);
413         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
414                 (object - base) % s->size) {
415                 return 0;
416         }
417
418         return 1;
419 }
420
421 /*
422  * Object layout:
423  *
424  * object address
425  *      Bytes of the object to be managed.
426  *      If the freepointer may overlay the object then the free
427  *      pointer is the first word of the object.
428  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
429  *      0xa5 (POISON_END)
430  *
431  * object + s->objsize
432  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
433  *      Padding is extended to word size if Redzoning is enabled
434  *      and objsize == inuse.
435  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
436  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
437  *
438  * object + s->inuse
439  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
440  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
441  *      C. Padding to reach required alignment boundary
442  *              Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
443  *
444  * object + s->size
445  *
446  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are to
447  * be ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
448  * may be used with merged slabcaches.
449  */
450
451 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
452                                                 void *from, void *to)
453 {
454         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
455                 s->name, message, data, from, to - 1);
456         memset(from, data, to - from);
457 }
458
459 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
460 {
461         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
462
463         if (s->offset)
464                 /* Freepointer is placed after the object. */
465                 off += sizeof(void *);
466
467         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
468                 /* We also have user information there */
469                 off += 2 * sizeof(struct track);
470
471         if (s->size == off)
472                 return 1;
473
474         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
475                 return 1;
476
477         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
478
479         /*
480          * Restore padding
481          */
482         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
483         return 0;
484 }
485
486 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
487 {
488         u8 *p;
489         int length, remainder;
490
491         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
492                 return 1;
493
494         p = page_address(page);
495         length = s->objects * s->size;
496         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
497         if (!remainder)
498                 return 1;
499
500         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
501                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
502                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
503                         p + length + remainder);
504                 return 0;
505         }
506         return 1;
507 }
508
509 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
510                                         void *object, int active)
511 {
512         u8 *p = object;
513         u8 *endobject = object + s->objsize;
514
515         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
516                 unsigned int red =
517                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
518
519                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
520                         object_err(s, page, object,
521                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
522                         restore_bytes(s, "redzone", red,
523                                 endobject, object + s->inuse);
524                         return 0;
525                 }
526         } else {
527                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
528                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
529                                         s->inuse - s->objsize)) {
530                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
531                 /*
532                  * Fix it so that there will not be another report.
533                  *
534                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
535                  * to be longer than allowed.
536                  */
537                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
538                         endobject, object + s->inuse);
539                 }
540         }
541
542         if (s->flags & SLAB_POISON) {
543                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
544                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
545                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
546
547                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
548                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
549                                                 p, p + s->objsize -1);
550                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
551                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
552                         return 0;
553                 }
554                 /*
555                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
556                  */
557                 check_pad_bytes(s, page, p);
558         }
559
560         if (!s->offset && active)
561                 /*
562                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
563                  * freepointer while object is allocated.
564                  */
565                 return 1;
566
567         /* Check free pointer validity */
568         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
569                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
570                 /*
571                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
572                  * of the free objects in this slab. May cause
573                  * another error because the object count maybe
574                  * wrong now.
575                  */
576                 set_freepointer(s, p, NULL);
577                 return 0;
578         }
579         return 1;
580 }
581
582 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
583 {
584         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
585
586         if (!PageSlab(page)) {
587                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
588                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
589                         page_count(page));
590                 return 0;
591         }
592         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
593                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
594                         "mapping=0x%p count=%d",
595                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
596                         page->flags,
597                         page->mapping,
598                         page_count(page));
599                 return 0;
600         }
601         if (page->inuse > s->objects) {
602                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
603                         "mapping=0x%p count=%d",
604                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
605                         page->mapping, page_count(page));
606                 return 0;
607         }
608         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
609         slab_pad_check(s, page);
610         return 1;
611 }
612
613 /*
614  * Determine if a certain object on a page is on the freelist and
615  * therefore free. Must hold the slab lock for cpu slabs to
616  * guarantee that the chains are consistent.
617  */
618 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
619 {
620         int nr = 0;
621         void *fp = page->freelist;
622         void *object = NULL;
623
624         while (fp && nr <= s->objects) {
625                 if (fp == search)
626                         return 1;
627                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
628                         if (object) {
629                                 object_err(s, page, object,
630                                         "Freechain corrupt");
631                                 set_freepointer(s, object, NULL);
632                                 break;
633                         } else {
634                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
635                                                                         fp);
636                                 page->freelist = NULL;
637                                 page->inuse = s->objects;
638                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
639                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
640                                         s->name, page);
641                                 return 0;
642                         }
643                         break;
644                 }
645                 object = fp;
646                 fp = get_freepointer(s, object);
647                 nr++;
648         }
649
650         if (page->inuse != s->objects - nr) {
651                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
652                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
653                                                         s->objects - nr);
654                 page->inuse = s->objects - nr;
655                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
656                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
657         }
658         return search == NULL;
659 }
660
661 /*
662  * Tracking of fully allocated slabs for debugging
663  */
664 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
665 {
666         spin_lock(&n->list_lock);
667         list_add(&page->lru, &n->full);
668         spin_unlock(&n->list_lock);
669 }
670
671 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
672 {
673         struct kmem_cache_node *n;
674
675         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
676                 return;
677
678         n = get_node(s, page_to_nid(page));
679
680         spin_lock(&n->list_lock);
681         list_del(&page->lru);
682         spin_unlock(&n->list_lock);
683 }
684
685 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
686                                                         void *object)
687 {
688         if (!check_slab(s, page))
689                 goto bad;
690
691         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
692                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
693                 goto bad;
694         }
695
696         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
697                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
698                 goto bad;
699         }
700
701         if (!object)
702                 return 1;
703
704         if (!check_object(s, page, object, 0))
705                 goto bad;
706
707         return 1;
708 bad:
709         if (PageSlab(page)) {
710                 /*
711                  * If this is a slab page then lets do the best we can
712                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
713                  * as used avoids touching the remainder.
714                  */
715                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
716                         s->name, page);
717                 page->inuse = s->objects;
718                 page->freelist = NULL;
719                 /* Fix up fields that may be corrupted */
720                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
721         }
722         return 0;
723 }
724
725 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
726                                                         void *object)
727 {
728         if (!check_slab(s, page))
729                 goto fail;
730
731         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
732                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
733                 goto fail;
734         }
735
736         if (on_freelist(s, page, object)) {
737                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
738                 goto fail;
739         }
740
741         if (!check_object(s, page, object, 1))
742                 return 0;
743
744         if (unlikely(s != page->slab)) {
745                 if (!PageSlab(page))
746                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
747                                 "outside of slab", object);
748                 else
749                 if (!page->slab) {
750                         printk(KERN_ERR
751                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
752                                                 object);
753                         dump_stack();
754                 }
755                 else
756                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
757                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
758                 goto fail;
759         }
760         return 1;
761 fail:
762         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
763                 s->name, page, object);
764         return 0;
765 }
766
767 /*
768  * Slab allocation and freeing
769  */
770 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
771 {
772         struct page * page;
773         int pages = 1 << s->order;
774
775         if (s->order)
776                 flags |= __GFP_COMP;
777
778         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
779                 flags |= SLUB_DMA;
780
781         if (node == -1)
782                 page = alloc_pages(flags, s->order);
783         else
784                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
785
786         if (!page)
787                 return NULL;
788
789         mod_zone_page_state(page_zone(page),
790                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
791                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
792                 pages);
793
794         return page;
795 }
796
797 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
798                                 void *object)
799 {
800         if (PageError(page)) {
801                 init_object(s, object, 0);
802                 init_tracking(s, object);
803         }
804
805         if (unlikely(s->ctor)) {
806                 int mode = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
807
808                 if (!(s->flags & __GFP_WAIT))
809                         mode |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
810
811                 s->ctor(object, s, mode);
812         }
813 }
814
815 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
816 {
817         struct page *page;
818         struct kmem_cache_node *n;
819         void *start;
820         void *end;
821         void *last;
822         void *p;
823
824         if (flags & __GFP_NO_GROW)
825                 return NULL;
826
827         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
828
829         if (flags & __GFP_WAIT)
830                 local_irq_enable();
831
832         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
833         if (!page)
834                 goto out;
835
836         n = get_node(s, page_to_nid(page));
837         if (n)
838                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
839         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
840         page->slab = s;
841         page->flags |= 1 << PG_slab;
842         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
843                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
844                 page->flags |= 1 << PG_error;
845
846         start = page_address(page);
847         end = start + s->objects * s->size;
848
849         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
850                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
851
852         last = start;
853         for (p = start + s->size; p < end; p += s->size) {
854                 setup_object(s, page, last);
855                 set_freepointer(s, last, p);
856                 last = p;
857         }
858         setup_object(s, page, last);
859         set_freepointer(s, last, NULL);
860
861         page->freelist = start;
862         page->inuse = 0;
863 out:
864         if (flags & __GFP_WAIT)
865                 local_irq_disable();
866         return page;
867 }
868
869 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
870 {
871         int pages = 1 << s->order;
872
873         if (unlikely(PageError(page) || s->dtor)) {
874                 void *start = page_address(page);
875                 void *end = start + (pages << PAGE_SHIFT);
876                 void *p;
877
878                 slab_pad_check(s, page);
879                 for (p = start; p <= end - s->size; p += s->size) {
880                         if (s->dtor)
881                                 s->dtor(p, s, 0);
882                         check_object(s, page, p, 0);
883                 }
884         }
885
886         mod_zone_page_state(page_zone(page),
887                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
888                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
889                 - pages);
890
891         page->mapping = NULL;
892         __free_pages(page, s->order);
893 }
894
895 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
896 {
897         struct page *page;
898
899         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
900         __free_slab(page->slab, page);
901 }
902
903 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
904 {
905         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
906                 /*
907                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
908                  */
909                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
910
911                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
912         } else
913                 __free_slab(s, page);
914 }
915
916 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
917 {
918         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
919
920         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
921         reset_page_mapcount(page);
922         page->flags &= ~(1 << PG_slab | 1 << PG_error);
923         free_slab(s, page);
924 }
925
926 /*
927  * Per slab locking using the pagelock
928  */
929 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
930 {
931         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
932 }
933
934 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
935 {
936         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
937 }
938
939 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
940 {
941         int rc = 1;
942
943         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
944         return rc;
945 }
946
947 /*
948  * Management of partially allocated slabs
949  */
950 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
951 {
952         spin_lock(&n->list_lock);
953         n->nr_partial++;
954         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
955         spin_unlock(&n->list_lock);
956 }
957
958 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
959 {
960         spin_lock(&n->list_lock);
961         n->nr_partial++;
962         list_add(&page->lru, &n->partial);
963         spin_unlock(&n->list_lock);
964 }
965
966 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
967                                                 struct page *page)
968 {
969         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
970
971         spin_lock(&n->list_lock);
972         list_del(&page->lru);
973         n->nr_partial--;
974         spin_unlock(&n->list_lock);
975 }
976
977 /*
978  * Lock page and remove it from the partial list
979  *
980  * Must hold list_lock
981  */
982 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
983 {
984         if (slab_trylock(page)) {
985                 list_del(&page->lru);
986                 n->nr_partial--;
987                 return 1;
988         }
989         return 0;
990 }
991
992 /*
993  * Try to get a partial slab from a specific node
994  */
995 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
996 {
997         struct page *page;
998
999         /*
1000          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
1001          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
1002          * partial slab then get_partials() will return NULL.
1003          */
1004         if (!n || !n->nr_partial)
1005                 return NULL;
1006
1007         spin_lock(&n->list_lock);
1008         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1009                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1010                         goto out;
1011         page = NULL;
1012 out:
1013         spin_unlock(&n->list_lock);
1014         return page;
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA
1019  * distances.
1020  */
1021 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1022 {
1023 #ifdef CONFIG_NUMA
1024         struct zonelist *zonelist;
1025         struct zone **z;
1026         struct page *page;
1027
1028         /*
1029          * The defrag ratio allows to configure the tradeoffs between
1030          * inter node defragmentation and node local allocations.
1031          * A lower defrag_ratio increases the tendency to do local
1032          * allocations instead of scanning throught the partial
1033          * lists on other nodes.
1034          *
1035          * If defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1036          * returns node local objects. If its higher then kmalloc()
1037          * may return off node objects in order to avoid fragmentation.
1038          *
1039          * A higher ratio means slabs may be taken from other nodes
1040          * thus reducing the number of partial slabs on those nodes.
1041          *
1042          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1043          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation
1044          * will first attempt to defrag slab caches on other nodes. This
1045          * means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1046          * may be a bit expensive to do on every slab allocation.
1047          */
1048         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1049                 return NULL;
1050
1051         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1052                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1053         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1054                 struct kmem_cache_node *n;
1055
1056                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1057
1058                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1059                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1060                         page = get_partial_node(n);
1061                         if (page)
1062                                 return page;
1063                 }
1064         }
1065 #endif
1066         return NULL;
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Get a partial page, lock it and return it.
1071  */
1072 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1073 {
1074         struct page *page;
1075         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1076
1077         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1078         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1079                 return page;
1080
1081         return get_any_partial(s, flags);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Move a page back to the lists.
1086  *
1087  * Must be called with the slab lock held.
1088  *
1089  * On exit the slab lock will have been dropped.
1090  */
1091 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1092 {
1093         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1094
1095         if (page->inuse) {
1096
1097                 if (page->freelist)
1098                         add_partial(n, page);
1099                 else if (PageError(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1100                         add_full(n, page);
1101                 slab_unlock(page);
1102
1103         } else {
1104                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1105                         /*
1106                          * Adding an empty page to the partial slabs in order
1107                          * to avoid page allocator overhead. This page needs to
1108                          * come after all the others that are not fully empty
1109                          * in order to make sure that we do maximum
1110                          * defragmentation.
1111                          */
1112                         add_partial_tail(n, page);
1113                         slab_unlock(page);
1114                 } else {
1115                         slab_unlock(page);
1116                         discard_slab(s, page);
1117                 }
1118         }
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Remove the cpu slab
1123  */
1124 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1125 {
1126         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1127         ClearPageActive(page);
1128
1129         putback_slab(s, page);
1130 }
1131
1132 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1133 {
1134         slab_lock(page);
1135         deactivate_slab(s, page, cpu);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Flush cpu slab.
1140  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1141  */
1142 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1143 {
1144         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1145
1146         if (likely(page))
1147                 flush_slab(s, page, cpu);
1148 }
1149
1150 static void flush_cpu_slab(void *d)
1151 {
1152         struct kmem_cache *s = d;
1153         int cpu = smp_processor_id();
1154
1155         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1156 }
1157
1158 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1159 {
1160 #ifdef CONFIG_SMP
1161         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1162 #else
1163         unsigned long flags;
1164
1165         local_irq_save(flags);
1166         flush_cpu_slab(s);
1167         local_irq_restore(flags);
1168 #endif
1169 }
1170
1171 /*
1172  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1173  * (aside from the stack):
1174  *
1175  * 1. The page struct
1176  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1177  *
1178  * The only cache lines that are read (apart from code) is the
1179  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1180  *
1181  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1182  * debugging enabled (which means all slabs are marked with PageError)
1183  */
1184 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1185                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1186 {
1187         struct page *page;
1188         void **object;
1189         unsigned long flags;
1190         int cpu;
1191
1192         local_irq_save(flags);
1193         cpu = smp_processor_id();
1194         page = s->cpu_slab[cpu];
1195         if (!page)
1196                 goto new_slab;
1197
1198         slab_lock(page);
1199         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1200                 goto another_slab;
1201 redo:
1202         object = page->freelist;
1203         if (unlikely(!object))
1204                 goto another_slab;
1205         if (unlikely(PageError(page)))
1206                 goto debug;
1207
1208 have_object:
1209         page->inuse++;
1210         page->freelist = object[page->offset];
1211         slab_unlock(page);
1212         local_irq_restore(flags);
1213         return object;
1214
1215 another_slab:
1216         deactivate_slab(s, page, cpu);
1217
1218 new_slab:
1219         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1220         if (likely(page)) {
1221 have_slab:
1222                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1223                 SetPageActive(page);
1224                 goto redo;
1225         }
1226
1227         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1228         if (page) {
1229                 cpu = smp_processor_id();
1230                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1231                         /*
1232                          * Someone else populated the cpu_slab while we enabled
1233                          * interrupts, or we have got scheduled on another cpu.
1234                          * The page may not be on the requested node.
1235                          */
1236                         if (node == -1 ||
1237                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1238                                 /*
1239                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1240                                  * want the current one since its cache hot
1241                                  */
1242                                 discard_slab(s, page);
1243                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1244                                 slab_lock(page);
1245                                 goto redo;
1246                         }
1247                         /* Dump the current slab */
1248                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1249                 }
1250                 slab_lock(page);
1251                 goto have_slab;
1252         }
1253         local_irq_restore(flags);
1254         return NULL;
1255 debug:
1256         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1257                 goto another_slab;
1258         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1259                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1260         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1261                 printk(KERN_INFO "TRACE %s alloc 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1262                         s->name, object, page->inuse,
1263                         page->freelist);
1264                 dump_stack();
1265         }
1266         init_object(s, object, 1);
1267         goto have_object;
1268 }
1269
1270 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1271 {
1272         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1273 }
1274 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1275
1276 #ifdef CONFIG_NUMA
1277 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1278 {
1279         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1280 }
1281 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1282 #endif
1283
1284 /*
1285  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1286  * cacheline of the object.
1287  *
1288  * No special cachelines need to be read
1289  */
1290 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1291                                         void *x, void *addr)
1292 {
1293         void *prior;
1294         void **object = (void *)x;
1295         unsigned long flags;
1296
1297         local_irq_save(flags);
1298         slab_lock(page);
1299
1300         if (unlikely(PageError(page)))
1301                 goto debug;
1302 checks_ok:
1303         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1304         page->freelist = object;
1305         page->inuse--;
1306
1307         if (unlikely(PageActive(page)))
1308                 /*
1309                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1310                  * never freed.
1311                  */
1312                 goto out_unlock;
1313
1314         if (unlikely(!page->inuse))
1315                 goto slab_empty;
1316
1317         /*
1318          * Objects left in the slab. If it
1319          * was not on the partial list before
1320          * then add it.
1321          */
1322         if (unlikely(!prior))
1323                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1324
1325 out_unlock:
1326         slab_unlock(page);
1327         local_irq_restore(flags);
1328         return;
1329
1330 slab_empty:
1331         if (prior)
1332                 /*
1333                  * Slab on the partial list.
1334                  */
1335                 remove_partial(s, page);
1336
1337         slab_unlock(page);
1338         discard_slab(s, page);
1339         local_irq_restore(flags);
1340         return;
1341
1342 debug:
1343         if (!free_object_checks(s, page, x))
1344                 goto out_unlock;
1345         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1346                 remove_full(s, page);
1347         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1348                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1349         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1350                 printk(KERN_INFO "TRACE %s free 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1351                         s->name, object, page->inuse,
1352                         page->freelist);
1353                 print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
1354                 dump_stack();
1355         }
1356         init_object(s, object, 0);
1357         goto checks_ok;
1358 }
1359
1360 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1361 {
1362         struct page *page;
1363
1364         page = virt_to_head_page(x);
1365
1366         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1369
1370 /* Figure out on which slab object the object resides */
1371 static struct page *get_object_page(const void *x)
1372 {
1373         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1374
1375         if (!PageSlab(page))
1376                 return NULL;
1377
1378         return page;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * kmem_cache_open produces objects aligned at "size" and the first object
1383  * is placed at offset 0 in the slab (We have no metainformation on the
1384  * slab, all slabs are in essence "off slab").
1385  *
1386  * In order to get the desired alignment one just needs to align the
1387  * size.
1388  *
1389  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1390  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1391  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1392  * must be moved on and off the partial lists and therefore may influence
1393  * locking overhead.
1394  *
1395  * The offset is used to relocate the free list link in each object. It is
1396  * therefore possible to move the free list link behind the object. This
1397  * is necessary for RCU to work properly and also useful for debugging.
1398  */
1399
1400 /*
1401  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1402  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1403  * and increases the number of allocations possible without having to
1404  * take the list_lock.
1405  */
1406 static int slub_min_order;
1407 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1408
1409 /*
1410  * Minimum number of objects per slab. This is necessary in order to
1411  * reduce locking overhead. Similar to the queue size in SLAB.
1412  */
1413 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1414
1415 /*
1416  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1417  */
1418 static int slub_nomerge;
1419
1420 /*
1421  * Debug settings:
1422  */
1423 static int slub_debug;
1424
1425 static char *slub_debug_slabs;
1426
1427 /*
1428  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1429  *
1430  * The order of allocation has significant impact on other elements
1431  * of the system. Generally order 0 allocations should be preferred
1432  * since they do not cause fragmentation in the page allocator. Larger
1433  * objects may have problems with order 0 because there may be too much
1434  * space left unused in a slab. We go to a higher order if more than 1/8th
1435  * of the slab would be wasted.
1436  *
1437  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that
1438  * a minimum number of objects is in one slab. Otherwise we may
1439  * generate too much activity on the partial lists. This is less a
1440  * concern for large slabs though. slub_max_order specifies the order
1441  * where we begin to stop considering the number of objects in a slab.
1442  *
1443  * Higher order allocations also allow the placement of more objects
1444  * in a slab and thereby reduce object handling overhead. If the user
1445  * has requested a higher mininum order then we start with that one
1446  * instead of zero.
1447  */
1448 static int calculate_order(int size)
1449 {
1450         int order;
1451         int rem;
1452
1453         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1454                         order < MAX_ORDER; order++) {
1455                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1456
1457                 if (slub_max_order > order &&
1458                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1459                         continue;
1460
1461                 if (slab_size < size)
1462                         continue;
1463
1464                 rem = slab_size % size;
1465
1466                 if (rem <= (PAGE_SIZE << order) / 8)
1467                         break;
1468
1469         }
1470         if (order >= MAX_ORDER)
1471                 return -E2BIG;
1472         return order;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Function to figure out which alignment to use from the
1477  * various ways of specifying it.
1478  */
1479 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1480                 unsigned long align, unsigned long size)
1481 {
1482         /*
1483          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1484          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1485          * large.
1486          *
1487          * The hardware cache alignment cannot override the
1488          * specified alignment though. If that is greater
1489          * then use it.
1490          */
1491         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1492                         size > L1_CACHE_BYTES / 2)
1493                 return max_t(unsigned long, align, L1_CACHE_BYTES);
1494
1495         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1496                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1497
1498         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1499 }
1500
1501 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1502 {
1503         n->nr_partial = 0;
1504         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1505         spin_lock_init(&n->list_lock);
1506         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1507         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1508 }
1509
1510 #ifdef CONFIG_NUMA
1511 /*
1512  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1513  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1514  * possible.
1515  *
1516  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1517  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1518  */
1519 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1520                                                                 int node)
1521 {
1522         struct page *page;
1523         struct kmem_cache_node *n;
1524
1525         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1526
1527         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1528         /* new_slab() disables interupts */
1529         local_irq_enable();
1530
1531         BUG_ON(!page);
1532         n = page->freelist;
1533         BUG_ON(!n);
1534         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1535         page->inuse++;
1536         kmalloc_caches->node[node] = n;
1537         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1538         init_kmem_cache_node(n);
1539         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1540         add_partial(n, page);
1541         return n;
1542 }
1543
1544 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1545 {
1546         int node;
1547
1548         for_each_online_node(node) {
1549                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1550                 if (n && n != &s->local_node)
1551                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1552                 s->node[node] = NULL;
1553         }
1554 }
1555
1556 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1557 {
1558         int node;
1559         int local_node;
1560
1561         if (slab_state >= UP)
1562                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1563         else
1564                 local_node = 0;
1565
1566         for_each_online_node(node) {
1567                 struct kmem_cache_node *n;
1568
1569                 if (local_node == node)
1570                         n = &s->local_node;
1571                 else {
1572                         if (slab_state == DOWN) {
1573                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1574                                                                 node);
1575                                 continue;
1576                         }
1577                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1578                                                         gfpflags, node);
1579
1580                         if (!n) {
1581                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1582                                 return 0;
1583                         }
1584
1585                 }
1586                 s->node[node] = n;
1587                 init_kmem_cache_node(n);
1588         }
1589         return 1;
1590 }
1591 #else
1592 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1593 {
1594 }
1595
1596 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1597 {
1598         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1599         return 1;
1600 }
1601 #endif
1602
1603 /*
1604  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1605  * a slab object.
1606  */
1607 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1608 {
1609         unsigned long flags = s->flags;
1610         unsigned long size = s->objsize;
1611         unsigned long align = s->align;
1612
1613         /*
1614          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1615          * the slab may touch the object after free or before allocation
1616          * then we should never poison the object itself.
1617          */
1618         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1619                         !s->ctor && !s->dtor)
1620                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1621         else
1622                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1623
1624         /*
1625          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1626          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1627          * the possible location of the free pointer.
1628          */
1629         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1630
1631         /*
1632          * If we are redzoning then check if there is some space between the
1633          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1634          * additional word, so that we can establish a redzone between
1635          * the object and the freepointer to be able to check for overwrites.
1636          */
1637         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1638                 size += sizeof(void *);
1639
1640         /*
1641          * With that we have determined how much of the slab is in actual
1642          * use by the object. This is the potential offset to the free
1643          * pointer.
1644          */
1645         s->inuse = size;
1646
1647         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1648                 s->ctor || s->dtor)) {
1649                 /*
1650                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1651                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1652                  * kmem_cache_free.
1653                  *
1654                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1655                  * destructor or are poisoning the objects.
1656                  */
1657                 s->offset = size;
1658                 size += sizeof(void *);
1659         }
1660
1661         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1662                 /*
1663                  * Need to store information about allocs and frees after
1664                  * the object.
1665                  */
1666                 size += 2 * sizeof(struct track);
1667
1668         if (flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS)
1669                 /*
1670                  * Add some empty padding so that we can catch
1671                  * overwrites from earlier objects rather than let
1672                  * tracking information or the free pointer be
1673                  * corrupted if an user writes before the start
1674                  * of the object.
1675                  */
1676                 size += sizeof(void *);
1677         /*
1678          * Determine the alignment based on various parameters that the
1679          * user specified (this is unecessarily complex due to the attempt
1680          * to be compatible with SLAB. Should be cleaned up some day).
1681          */
1682         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1683
1684         /*
1685          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1686          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1687          * each object to conform to the alignment.
1688          */
1689         size = ALIGN(size, align);
1690         s->size = size;
1691
1692         s->order = calculate_order(size);
1693         if (s->order < 0)
1694                 return 0;
1695
1696         /*
1697          * Determine the number of objects per slab
1698          */
1699         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1700
1701         /*
1702          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1703          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1704          * more than 64k objects per slab.
1705          */
1706         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1707                 return 0;
1708         return 1;
1709
1710 }
1711
1712 static int __init finish_bootstrap(void)
1713 {
1714         struct list_head *h;
1715         int err;
1716
1717         slab_state = SYSFS;
1718
1719         list_for_each(h, &slab_caches) {
1720                 struct kmem_cache *s =
1721                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
1722
1723                 err = sysfs_slab_add(s);
1724                 BUG_ON(err);
1725         }
1726         return 0;
1727 }
1728
1729 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1730                 const char *name, size_t size,
1731                 size_t align, unsigned long flags,
1732                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1733                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1734 {
1735         memset(s, 0, kmem_size);
1736         s->name = name;
1737         s->ctor = ctor;
1738         s->dtor = dtor;
1739         s->objsize = size;
1740         s->flags = flags;
1741         s->align = align;
1742
1743         /*
1744          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
1745          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
1746          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
1747          * object anymore.
1748          *
1749          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1750          * the limit is 512k.
1751          *
1752          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
1753          * pointer. Fail if this happens.
1754          */
1755         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
1756                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1757                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1758                 BUG_ON(ctor || dtor);
1759         }
1760         else
1761                 /*
1762                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1763                  */
1764                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1765                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1766                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1767                                 s->flags |= slub_debug;
1768
1769         if (!calculate_sizes(s))
1770                 goto error;
1771
1772         s->refcount = 1;
1773 #ifdef CONFIG_NUMA
1774         s->defrag_ratio = 100;
1775 #endif
1776
1777         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1778                 return 1;
1779 error:
1780         if (flags & SLAB_PANIC)
1781                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1782                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1783                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1784                         s->offset, flags);
1785         return 0;
1786 }
1787 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1788
1789 /*
1790  * Check if a given pointer is valid
1791  */
1792 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1793 {
1794         struct page * page;
1795         void *addr;
1796
1797         page = get_object_page(object);
1798
1799         if (!page || s != page->slab)
1800                 /* No slab or wrong slab */
1801                 return 0;
1802
1803         addr = page_address(page);
1804         if (object < addr || object >= addr + s->objects * s->size)
1805                 /* Out of bounds */
1806                 return 0;
1807
1808         if ((object - addr) % s->size)
1809                 /* Improperly aligned */
1810                 return 0;
1811
1812         /*
1813          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1814          * But this would be too expensive and it seems that the main
1815          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1816          * to a certain slab.
1817          */
1818         return 1;
1819 }
1820 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1821
1822 /*
1823  * Determine the size of a slab object
1824  */
1825 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1826 {
1827         return s->objsize;
1828 }
1829 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1830
1831 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1832 {
1833         return s->name;
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1836
1837 /*
1838  * Attempt to free all slabs on a node
1839  */
1840 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1841                         struct list_head *list)
1842 {
1843         int slabs_inuse = 0;
1844         unsigned long flags;
1845         struct page *page, *h;
1846
1847         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1848         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1849                 if (!page->inuse) {
1850                         list_del(&page->lru);
1851                         discard_slab(s, page);
1852                 } else
1853                         slabs_inuse++;
1854         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1855         return slabs_inuse;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Release all resources used by slab cache
1860  */
1861 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1862 {
1863         int node;
1864
1865         flush_all(s);
1866
1867         /* Attempt to free all objects */
1868         for_each_online_node(node) {
1869                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1870
1871                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1872                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1873                         return 1;
1874         }
1875         free_kmem_cache_nodes(s);
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1881  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1882  */
1883 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1884 {
1885         down_write(&slub_lock);
1886         s->refcount--;
1887         if (!s->refcount) {
1888                 list_del(&s->list);
1889                 if (kmem_cache_close(s))
1890                         WARN_ON(1);
1891                 sysfs_slab_remove(s);
1892                 kfree(s);
1893         }
1894         up_write(&slub_lock);
1895 }
1896 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1897
1898 /********************************************************************
1899  *              Kmalloc subsystem
1900  *******************************************************************/
1901
1902 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1903 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1904
1905 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1906 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1907 #endif
1908
1909 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1910 {
1911         get_option (&str, &slub_min_order);
1912
1913         return 1;
1914 }
1915
1916 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
1917
1918 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
1919 {
1920         get_option (&str, &slub_max_order);
1921
1922         return 1;
1923 }
1924
1925 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
1926
1927 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
1928 {
1929         get_option (&str, &slub_min_objects);
1930
1931         return 1;
1932 }
1933
1934 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
1935
1936 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
1937 {
1938         slub_nomerge = 1;
1939         return 1;
1940 }
1941
1942 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
1943
1944 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1945 {
1946         if (!str || *str != '=')
1947                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1948         else {
1949                 str++;
1950                 if (*str == 0 || *str == ',')
1951                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1952                 else
1953                 for( ;*str && *str != ','; str++)
1954                         switch (*str) {
1955                         case 'f' : case 'F' :
1956                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1957                                 break;
1958                         case 'z' : case 'Z' :
1959                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1960                                 break;
1961                         case 'p' : case 'P' :
1962                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
1963                                 break;
1964                         case 'u' : case 'U' :
1965                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1966                                 break;
1967                         case 't' : case 'T' :
1968                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
1969                                 break;
1970                         default:
1971                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1972                                         "unknown. skipped\n",*str);
1973                         }
1974         }
1975
1976         if (*str == ',')
1977                 slub_debug_slabs = str + 1;
1978         return 1;
1979 }
1980
1981 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1982
1983 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
1984                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
1985 {
1986         unsigned int flags = 0;
1987
1988         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
1989                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
1990
1991         down_write(&slub_lock);
1992         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1993                         flags, NULL, NULL))
1994                 goto panic;
1995
1996         list_add(&s->list, &slab_caches);
1997         up_write(&slub_lock);
1998         if (sysfs_slab_add(s))
1999                 goto panic;
2000         return s;
2001
2002 panic:
2003         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
2004 }
2005
2006 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
2007 {
2008         int index = kmalloc_index(size);
2009
2010         if (!index)
2011                 return NULL;
2012
2013         /* Allocation too large? */
2014         BUG_ON(index < 0);
2015
2016 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2017         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2018                 struct kmem_cache *s;
2019                 struct kmem_cache *x;
2020                 char *text;
2021                 size_t realsize;
2022
2023                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2024                 if (s)
2025                         return s;
2026
2027                 /* Dynamically create dma cache */
2028                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2029                 if (!x)
2030                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2031
2032                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2033                         realsize = 1 << index;
2034                 else {
2035                         if (index == 1)
2036                                 realsize = 96;
2037                         else
2038                                 realsize = 192;
2039                 }
2040
2041                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2042                                 (unsigned int)realsize);
2043                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2044                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2045                 return s;
2046         }
2047 #endif
2048         return &kmalloc_caches[index];
2049 }
2050
2051 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2052 {
2053         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2054
2055         if (s)
2056                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2057         return NULL;
2058 }
2059 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2060
2061 #ifdef CONFIG_NUMA
2062 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2063 {
2064         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2065
2066         if (s)
2067                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2068         return NULL;
2069 }
2070 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2071 #endif
2072
2073 size_t ksize(const void *object)
2074 {
2075         struct page *page = get_object_page(object);
2076         struct kmem_cache *s;
2077
2078         BUG_ON(!page);
2079         s = page->slab;
2080         BUG_ON(!s);
2081
2082         /*
2083          * Debugging requires use of the padding between object
2084          * and whatever may come after it.
2085          */
2086         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2087                 return s->objsize;
2088
2089         /*
2090          * If we have the need to store the freelist pointer
2091          * back there or track user information then we can
2092          * only use the space before that information.
2093          */
2094         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2095                 return s->inuse;
2096
2097         /*
2098          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2099          */
2100         return s->size;
2101 }
2102 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2103
2104 void kfree(const void *x)
2105 {
2106         struct kmem_cache *s;
2107         struct page *page;
2108
2109         if (!x)
2110                 return;
2111
2112         page = virt_to_head_page(x);
2113         s = page->slab;
2114
2115         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2116 }
2117 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2118
2119 /*
2120  *  kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists
2121  *  and then sorts the partially allocated slabs by the number
2122  *  of items in use. The slabs with the most items in use
2123  *  come first. New allocations will remove these from the
2124  *  partial list because they are full. The slabs with the
2125  *  least items are placed last. If it happens that the objects
2126  *  are freed then the page can be returned to the page allocator.
2127  */
2128 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2129 {
2130         int node;
2131         int i;
2132         struct kmem_cache_node *n;
2133         struct page *page;
2134         struct page *t;
2135         struct list_head *slabs_by_inuse =
2136                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2137         unsigned long flags;
2138
2139         if (!slabs_by_inuse)
2140                 return -ENOMEM;
2141
2142         flush_all(s);
2143         for_each_online_node(node) {
2144                 n = get_node(s, node);
2145
2146                 if (!n->nr_partial)
2147                         continue;
2148
2149                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2150                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2151
2152                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2153
2154                 /*
2155                  * Build lists indexed by the items in use in
2156                  * each slab or free slabs if empty.
2157                  *
2158                  * Note that concurrent frees may occur while
2159                  * we hold the list_lock. page->inuse here is
2160                  * the upper limit.
2161                  */
2162                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2163                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2164                                 /*
2165                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2166                                  * may have freed the last object and be
2167                                  * waiting to release the slab.
2168                                  */
2169                                 list_del(&page->lru);
2170                                 n->nr_partial--;
2171                                 slab_unlock(page);
2172                                 discard_slab(s, page);
2173                         } else {
2174                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2175                                         list_move(&page->lru,
2176                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2177                         }
2178                 }
2179
2180                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2181                         goto out;
2182
2183                 /*
2184                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up
2185                  * most first and the least used slabs at the end.
2186                  */
2187                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2188                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2189
2190         out:
2191                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2192         }
2193
2194         kfree(slabs_by_inuse);
2195         return 0;
2196 }
2197 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2198
2199 /**
2200  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2201  *
2202  * @p: object to reallocate memory for.
2203  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2204  * @flags: the type of memory to allocate.
2205  *
2206  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2207  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2208  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2209  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2210  */
2211 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2212 {
2213         struct kmem_cache *new_cache;
2214         void *ret;
2215         struct page *page;
2216
2217         if (unlikely(!p))
2218                 return kmalloc(new_size, flags);
2219
2220         if (unlikely(!new_size)) {
2221                 kfree(p);
2222                 return NULL;
2223         }
2224
2225         page = virt_to_head_page(p);
2226
2227         new_cache = get_slab(new_size, flags);
2228
2229         /*
2230          * If new size fits in the current cache, bail out.
2231          */
2232         if (likely(page->slab == new_cache))
2233                 return (void *)p;
2234
2235         ret = kmalloc(new_size, flags);
2236         if (ret) {
2237                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
2238                 kfree(p);
2239         }
2240         return ret;
2241 }
2242 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2243
2244 /********************************************************************
2245  *                      Basic setup of slabs
2246  *******************************************************************/
2247
2248 void __init kmem_cache_init(void)
2249 {
2250         int i;
2251
2252 #ifdef CONFIG_NUMA
2253         /*
2254          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2255          * struct kmalloc_cache_node's. There is special bootstrap code in
2256          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2257          */
2258         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2259                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2260 #endif
2261
2262         /* Able to allocate the per node structures */
2263         slab_state = PARTIAL;
2264
2265         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2266         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2267                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2268         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2269                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2270
2271         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2272                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2273                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2274
2275         slab_state = UP;
2276
2277         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2278         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2279                 kmalloc_caches[i]. name =
2280                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2281
2282 #ifdef CONFIG_SMP
2283         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2284 #endif
2285
2286         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2287                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2288                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2289
2290         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2291                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2292                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, L1_CACHE_BYTES,
2293                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2294                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Find a mergeable slab cache
2299  */
2300 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2301 {
2302         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2303                 return 1;
2304
2305         if (s->ctor || s->dtor)
2306                 return 1;
2307
2308         return 0;
2309 }
2310
2311 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2312                 size_t align, unsigned long flags,
2313                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2314                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2315 {
2316         struct list_head *h;
2317
2318         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2319                 return NULL;
2320
2321         if (ctor || dtor)
2322                 return NULL;
2323
2324         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2325         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2326         size = ALIGN(size, align);
2327
2328         list_for_each(h, &slab_caches) {
2329                 struct kmem_cache *s =
2330                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2331
2332                 if (slab_unmergeable(s))
2333                         continue;
2334
2335                 if (size > s->size)
2336                         continue;
2337
2338                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2339                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2340                                 continue;
2341                 /*
2342                  * Check if alignment is compatible.
2343                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2344                  */
2345                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2346                         continue;
2347
2348                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2349                         continue;
2350
2351                 return s;
2352         }
2353         return NULL;
2354 }
2355
2356 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2357                 size_t align, unsigned long flags,
2358                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2359                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2360 {
2361         struct kmem_cache *s;
2362
2363         down_write(&slub_lock);
2364         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2365         if (s) {
2366                 s->refcount++;
2367                 /*
2368                  * Adjust the object sizes so that we clear
2369                  * the complete object on kzalloc.
2370                  */
2371                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2372                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2373                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2374                         goto err;
2375         } else {
2376                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2377                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2378                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2379                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2380                                 kfree(s);
2381                                 goto err;
2382                         }
2383                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2384                 } else
2385                         kfree(s);
2386         }
2387         up_write(&slub_lock);
2388         return s;
2389
2390 err:
2391         up_write(&slub_lock);
2392         if (flags & SLAB_PANIC)
2393                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2394         else
2395                 s = NULL;
2396         return s;
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2399
2400 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2401 {
2402         void *x;
2403
2404         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2405         if (x)
2406                 memset(x, 0, s->objsize);
2407         return x;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2410
2411 #ifdef CONFIG_SMP
2412 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2413 {
2414         struct list_head *h;
2415
2416         down_read(&slub_lock);
2417         list_for_each(h, &slab_caches) {
2418                 struct kmem_cache *s =
2419                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2420
2421                 func(s, cpu);
2422         }
2423         up_read(&slub_lock);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * Use the cpu notifier to insure that the slab are flushed
2428  * when necessary.
2429  */
2430 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2431                 unsigned long action, void *hcpu)
2432 {
2433         long cpu = (long)hcpu;
2434
2435         switch (action) {
2436         case CPU_UP_CANCELED:
2437         case CPU_DEAD:
2438                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2439                 break;
2440         default:
2441                 break;
2442         }
2443         return NOTIFY_OK;
2444 }
2445
2446 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2447         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2448
2449 #endif
2450
2451 #ifdef CONFIG_NUMA
2452
2453 /*****************************************************************
2454  * Generic reaper used to support the page allocator
2455  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2456  *
2457  * Maybe move this to the page allocator?
2458  ****************************************************************/
2459
2460 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2461
2462 static void init_reap_node(int cpu)
2463 {
2464         int node;
2465
2466         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2467         if (node == MAX_NUMNODES)
2468                 node = first_node(node_online_map);
2469
2470         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2471 }
2472
2473 static void next_reap_node(void)
2474 {
2475         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2476
2477         /*
2478          * Also drain per cpu pages on remote zones
2479          */
2480         if (node != numa_node_id())
2481                 drain_node_pages(node);
2482
2483         node = next_node(node, node_online_map);
2484         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2485                 node = first_node(node_online_map);
2486         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2487 }
2488 #else
2489 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2490 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2491 #endif
2492
2493 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2494
2495 #ifdef CONFIG_SMP
2496 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2497
2498 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2499 {
2500         next_reap_node();
2501         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2502         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2503                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2504 }
2505
2506 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2507 {
2508         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2509
2510         /*
2511          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2512          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2513          * at that time.
2514          */
2515         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2516                 init_reap_node(cpu);
2517                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2518                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2519         }
2520 }
2521
2522 static int __init cpucache_init(void)
2523 {
2524         int cpu;
2525
2526         /*
2527          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2528          */
2529         for_each_online_cpu(cpu)
2530                 start_cpu_timer(cpu);
2531         return 0;
2532 }
2533 __initcall(cpucache_init);
2534 #endif
2535
2536 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2537 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s);
2538
2539 static void resiliency_test(void)
2540 {
2541         u8 *p;
2542
2543         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2544         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2545         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2546
2547         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2548         p[16] = 0x12;
2549         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2550                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2551
2552         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2553
2554         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2555         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2556         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2557         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2558                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2559         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2560
2561         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2562         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2563         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2564         *p = 0x56;
2565         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2566                                                                         p);
2567         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2568         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2569
2570         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2571         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2572         kfree(p);
2573         *p = 0x78;
2574         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2575         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2576
2577         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2578         kfree(p);
2579         p[50] = 0x9a;
2580         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2581         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2582
2583         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2584         kfree(p);
2585         p[512] = 0xab;
2586         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2587         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2588 }
2589 #else
2590 static void resiliency_test(void) {};
2591 #endif
2592
2593 /*
2594  * These are not as efficient as kmalloc for the non debug case.
2595  * We do not have the page struct available so we have to touch one
2596  * cacheline in struct kmem_cache to check slab flags.
2597  */
2598 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2599 {
2600         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2601
2602         if (!s)
2603                 return NULL;
2604
2605         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2606 }
2607
2608 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2609                                         int node, void *caller)
2610 {
2611         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2612
2613         if (!s)
2614                 return NULL;
2615
2616         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2617 }
2618
2619 #ifdef CONFIG_SYSFS
2620
2621 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2622 {
2623         void *p;
2624         void *addr = page_address(page);
2625         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2626
2627         if (!check_slab(s, page) ||
2628                         !on_freelist(s, page, NULL))
2629                 return 0;
2630
2631         /* Now we know that a valid freelist exists */
2632         bitmap_zero(map, s->objects);
2633
2634         for(p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p)) {
2635                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2636                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2637                         return 0;
2638         }
2639
2640         for(p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2641                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map))
2642                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2643                                 return 0;
2644         return 1;
2645 }
2646
2647 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2648 {
2649         if (slab_trylock(page)) {
2650                 validate_slab(s, page);
2651                 slab_unlock(page);
2652         } else
2653                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2654                         s->name, page);
2655
2656         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2657                 if (!PageError(page))
2658                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError not set "
2659                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2660         } else {
2661                 if (PageError(page))
2662                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError set on "
2663                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2664         }
2665 }
2666
2667 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2668 {
2669         unsigned long count = 0;
2670         struct page *page;
2671         unsigned long flags;
2672
2673         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2674
2675         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2676                 validate_slab_slab(s, page);
2677                 count++;
2678         }
2679         if (count != n->nr_partial)
2680                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2681                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2682
2683         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2684                 goto out;
2685
2686         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2687                 validate_slab_slab(s, page);
2688                 count++;
2689         }
2690         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2691                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2692                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2693                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2694
2695 out:
2696         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2697         return count;
2698 }
2699
2700 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2701 {
2702         int node;
2703         unsigned long count = 0;
2704
2705         flush_all(s);
2706         for_each_online_node(node) {
2707                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2708
2709                 count += validate_slab_node(s, n);
2710         }
2711         return count;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Generate lists of locations where slabcache objects are allocated
2716  * and freed.
2717  */
2718
2719 struct location {
2720         unsigned long count;
2721         void *addr;
2722 };
2723
2724 struct loc_track {
2725         unsigned long max;
2726         unsigned long count;
2727         struct location *loc;
2728 };
2729
2730 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2731 {
2732         if (t->max)
2733                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2734                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2735 }
2736
2737 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2738 {
2739         struct location *l;
2740         int order;
2741
2742         if (!max)
2743                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2744
2745         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2746
2747         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2748
2749         if (!l)
2750                 return 0;
2751
2752         if (t->count) {
2753                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2754                 free_loc_track(t);
2755         }
2756         t->max = max;
2757         t->loc = l;
2758         return 1;
2759 }
2760
2761 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2762                                                 void *addr)
2763 {
2764         long start, end, pos;
2765         struct location *l;
2766         void *caddr;
2767
2768         start = -1;
2769         end = t->count;
2770
2771         for ( ; ; ) {
2772                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2773
2774                 /*
2775                  * There is nothing at "end". If we end up there
2776                  * we need to add something to before end.
2777                  */
2778                 if (pos == end)
2779                         break;
2780
2781                 caddr = t->loc[pos].addr;
2782                 if (addr == caddr) {
2783                         t->loc[pos].count++;
2784                         return 1;
2785                 }
2786
2787                 if (addr < caddr)
2788                         end = pos;
2789                 else
2790                         start = pos;
2791         }
2792
2793         /*
2794          * Not found. Insert new tracking element
2795          */
2796         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2797                 return 0;
2798
2799         l = t->loc + pos;
2800         if (pos < t->count)
2801                 memmove(l + 1, l,
2802                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2803         t->count++;
2804         l->count = 1;
2805         l->addr = addr;
2806         return 1;
2807 }
2808
2809 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2810                 struct page *page, enum track_item alloc)
2811 {
2812         void *addr = page_address(page);
2813         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2814         void *p;
2815
2816         bitmap_zero(map, s->objects);
2817         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
2818                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2819
2820         for (p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2821                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map)) {
2822                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2823
2824                         add_location(t, s, addr);
2825                 }
2826 }
2827
2828 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2829                                         enum track_item alloc)
2830 {
2831         int n = 0;
2832         unsigned long i;
2833         struct loc_track t;
2834         int node;
2835
2836         t.count = 0;
2837         t.max = 0;
2838
2839         /* Push back cpu slabs */
2840         flush_all(s);
2841
2842         for_each_online_node(node) {
2843                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2844                 unsigned long flags;
2845                 struct page *page;
2846
2847                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2848                         continue;
2849
2850                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2851                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2852                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2853                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2854                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2855                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2856         }
2857
2858         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2859                 void *addr = t.loc[i].addr;
2860
2861                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2862                         break;
2863                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2864                 if (addr)
2865                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2866                 else
2867                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2868                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2869         }
2870
2871         free_loc_track(&t);
2872         if (!t.count)
2873                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2874         return n;
2875 }
2876
2877 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2878 {
2879         unsigned long flags;
2880         unsigned long x = 0;
2881         struct page *page;
2882
2883         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2884         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2885                 x += page->inuse;
2886         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2887         return x;
2888 }
2889
2890 enum slab_stat_type {
2891         SL_FULL,
2892         SL_PARTIAL,
2893         SL_CPU,
2894         SL_OBJECTS
2895 };
2896
2897 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2898 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2899 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2900 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2901
2902 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2903                         char *buf, unsigned long flags)
2904 {
2905         unsigned long total = 0;
2906         int cpu;
2907         int node;
2908         int x;
2909         unsigned long *nodes;
2910         unsigned long *per_cpu;
2911
2912         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2913         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2914
2915         for_each_possible_cpu(cpu) {
2916                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2917                 int node;
2918
2919                 if (page) {
2920                         node = page_to_nid(page);
2921                         if (flags & SO_CPU) {
2922                                 int x = 0;
2923
2924                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2925                                         x = page->inuse;
2926                                 else
2927                                         x = 1;
2928                                 total += x;
2929                                 nodes[node] += x;
2930                         }
2931                         per_cpu[node]++;
2932                 }
2933         }
2934
2935         for_each_online_node(node) {
2936                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2937
2938                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2939                         if (flags & SO_OBJECTS)
2940                                 x = count_partial(n);
2941                         else
2942                                 x = n->nr_partial;
2943                         total += x;
2944                         nodes[node] += x;
2945                 }
2946
2947                 if (flags & SO_FULL) {
2948                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2949                                         - per_cpu[node]
2950                                         - n->nr_partial;
2951
2952                         if (flags & SO_OBJECTS)
2953                                 x = full_slabs * s->objects;
2954                         else
2955                                 x = full_slabs;
2956                         total += x;
2957                         nodes[node] += x;
2958                 }
2959         }
2960
2961         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2962 #ifdef CONFIG_NUMA
2963         for_each_online_node(node)
2964                 if (nodes[node])
2965                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2966                                         node, nodes[node]);
2967 #endif
2968         kfree(nodes);
2969         return x + sprintf(buf + x, "\n");
2970 }
2971
2972 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
2973 {
2974         int node;
2975         int cpu;
2976
2977         for_each_possible_cpu(cpu)
2978                 if (s->cpu_slab[cpu])
2979                         return 1;
2980
2981         for_each_node(node) {
2982                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2983
2984                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
2985                         return 1;
2986         }
2987         return 0;
2988 }
2989
2990 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
2991 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
2992
2993 struct slab_attribute {
2994         struct attribute attr;
2995         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
2996         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
2997 };
2998
2999 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
3000         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
3001
3002 #define SLAB_ATTR(_name) \
3003         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
3004         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
3005
3006 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3007 {
3008         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
3009 }
3010 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
3011
3012 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3013 {
3014         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
3015 }
3016 SLAB_ATTR_RO(align);
3017
3018 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3019 {
3020         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3021 }
3022 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3023
3024 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3025 {
3026         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3027 }
3028 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3029
3030 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3031 {
3032         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3033 }
3034 SLAB_ATTR_RO(order);
3035
3036 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3037 {
3038         if (s->ctor) {
3039                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3040
3041                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3042         }
3043         return 0;
3044 }
3045 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3046
3047 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3048 {
3049         if (s->dtor) {
3050                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3051
3052                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3053         }
3054         return 0;
3055 }
3056 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3057
3058 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3059 {
3060         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3061 }
3062 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3063
3064 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3065 {
3066         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3067 }
3068 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3069
3070 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3071 {
3072         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3073 }
3074 SLAB_ATTR_RO(partial);
3075
3076 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3077 {
3078         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3079 }
3080 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3081
3082 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3083 {
3084         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3085 }
3086 SLAB_ATTR_RO(objects);
3087
3088 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3089 {
3090         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3091 }
3092
3093 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3094                                 const char *buf, size_t length)
3095 {
3096         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3097         if (buf[0] == '1')
3098                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3099         return length;
3100 }
3101 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3102
3103 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3104 {
3105         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3106 }
3107
3108 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3109                                                         size_t length)
3110 {
3111         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3112         if (buf[0] == '1')
3113                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3114         return length;
3115 }
3116 SLAB_ATTR(trace);
3117
3118 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3119 {
3120         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3121 }
3122
3123 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3124                                 const char *buf, size_t length)
3125 {
3126         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3127         if (buf[0] == '1')
3128                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3129         return length;
3130 }
3131 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3132
3133 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3134 {
3135         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3136 }
3137 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3138
3139 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3140 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3141 {
3142         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3143 }
3144 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3145 #endif
3146
3147 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3148 {
3149         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3150 }
3151 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3152
3153 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3154 {
3155         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3156 }
3157
3158 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3159                                 const char *buf, size_t length)
3160 {
3161         if (any_slab_objects(s))
3162                 return -EBUSY;
3163
3164         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3165         if (buf[0] == '1')
3166                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3167         calculate_sizes(s);
3168         return length;
3169 }
3170 SLAB_ATTR(red_zone);
3171
3172 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3173 {
3174         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3175 }
3176
3177 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3178                                 const char *buf, size_t length)
3179 {
3180         if (any_slab_objects(s))
3181                 return -EBUSY;
3182
3183         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3184         if (buf[0] == '1')
3185                 s->flags |= SLAB_POISON;
3186         calculate_sizes(s);
3187         return length;
3188 }
3189 SLAB_ATTR(poison);
3190
3191 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3192 {
3193         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3194 }
3195
3196 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3197                                 const char *buf, size_t length)
3198 {
3199         if (any_slab_objects(s))
3200                 return -EBUSY;
3201
3202         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3203         if (buf[0] == '1')
3204                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3205         calculate_sizes(s);
3206         return length;
3207 }
3208 SLAB_ATTR(store_user);
3209
3210 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3211 {
3212         return 0;
3213 }
3214
3215 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3216                         const char *buf, size_t length)
3217 {
3218         if (buf[0] == '1')
3219                 validate_slab_cache(s);
3220         else
3221                 return -EINVAL;
3222         return length;
3223 }
3224 SLAB_ATTR(validate);
3225
3226 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3227 {
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3232                         const char *buf, size_t length)
3233 {
3234         if (buf[0] == '1') {
3235                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3236
3237                 if (rc)
3238                         return rc;
3239         } else
3240                 return -EINVAL;
3241         return length;
3242 }
3243 SLAB_ATTR(shrink);
3244
3245 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3246 {
3247         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3248                 return -ENOSYS;
3249         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3250 }
3251 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3252
3253 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3254 {
3255         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3256                 return -ENOSYS;
3257         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3258 }
3259 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3260
3261 #ifdef CONFIG_NUMA
3262 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3263 {
3264         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3265 }
3266
3267 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3268                                 const char *buf, size_t length)
3269 {
3270         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3271
3272         if (n < 100)
3273                 s->defrag_ratio = n * 10;
3274         return length;
3275 }
3276 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3277 #endif
3278
3279 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3280         &slab_size_attr.attr,
3281         &object_size_attr.attr,
3282         &objs_per_slab_attr.attr,
3283         &order_attr.attr,
3284         &objects_attr.attr,
3285         &slabs_attr.attr,
3286         &partial_attr.attr,
3287         &cpu_slabs_attr.attr,
3288         &ctor_attr.attr,
3289         &dtor_attr.attr,
3290         &aliases_attr.attr,
3291         &align_attr.attr,
3292         &sanity_checks_attr.attr,
3293         &trace_attr.attr,
3294         &hwcache_align_attr.attr,
3295         &reclaim_account_attr.attr,
3296         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3297         &red_zone_attr.attr,
3298         &poison_attr.attr,
3299         &store_user_attr.attr,
3300         &validate_attr.attr,
3301         &shrink_attr.attr,
3302         &alloc_calls_attr.attr,
3303         &free_calls_attr.attr,
3304 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3305         &cache_dma_attr.attr,
3306 #endif
3307 #ifdef CONFIG_NUMA
3308         &defrag_ratio_attr.attr,
3309 #endif
3310         NULL
3311 };
3312
3313 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3314         .attrs = slab_attrs,
3315 };
3316
3317 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3318                                 struct attribute *attr,
3319                                 char *buf)
3320 {
3321         struct slab_attribute *attribute;
3322         struct kmem_cache *s;
3323         int err;
3324
3325         attribute = to_slab_attr(attr);
3326         s = to_slab(kobj);
3327
3328         if (!attribute->show)
3329                 return -EIO;
3330
3331         err = attribute->show(s, buf);
3332
3333         return err;
3334 }
3335
3336 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3337                                 struct attribute *attr,
3338                                 const char *buf, size_t len)
3339 {
3340         struct slab_attribute *attribute;
3341         struct kmem_cache *s;
3342         int err;
3343
3344         attribute = to_slab_attr(attr);
3345         s = to_slab(kobj);
3346
3347         if (!attribute->store)
3348                 return -EIO;
3349
3350         err = attribute->store(s, buf, len);
3351
3352         return err;
3353 }
3354
3355 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3356         .show = slab_attr_show,
3357         .store = slab_attr_store,
3358 };
3359
3360 static struct kobj_type slab_ktype = {
3361         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3362 };
3363
3364 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3365 {
3366         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3367
3368         if (ktype == &slab_ktype)
3369                 return 1;
3370         return 0;
3371 }
3372
3373 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3374         .filter = uevent_filter,
3375 };
3376
3377 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3378
3379 #define ID_STR_LENGTH 64
3380
3381 /* Create a unique string id for a slab cache:
3382  * format
3383  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3384  */
3385 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3386 {
3387         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3388         char *p = name;
3389
3390         BUG_ON(!name);
3391
3392         *p++ = ':';
3393         /*
3394          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3395          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3396          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3397          * are matched during merging to guarantee that the id is
3398          * unique.
3399          */
3400         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3401                 *p++ = 'd';
3402         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3403                 *p++ = 'a';
3404         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3405                 *p++ = 'F';
3406         if (p != name + 1)
3407                 *p++ = '-';
3408         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3409         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3410         return name;
3411 }
3412
3413 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3414 {
3415         int err;
3416         const char *name;
3417         int unmergeable;
3418
3419         if (slab_state < SYSFS)
3420                 /* Defer until later */
3421                 return 0;
3422
3423         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3424         if (unmergeable) {
3425                 /*
3426                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3427                  * This is typically the case for debug situations. In that
3428                  * case we can catch duplicate names easily.
3429                  */
3430                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, s->name);
3431                 name = s->name;
3432         } else {
3433                 /*
3434                  * Create a unique name for the slab as a target
3435                  * for the symlinks.
3436                  */
3437                 name = create_unique_id(s);
3438         }
3439
3440         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3441         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3442         kobject_init(&s->kobj);
3443         err = kobject_add(&s->kobj);
3444         if (err)
3445                 return err;
3446
3447         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3448         if (err)
3449                 return err;
3450         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3451         if (!unmergeable) {
3452                 /* Setup first alias */
3453                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3454                 kfree(name);
3455         }
3456         return 0;
3457 }
3458
3459 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3460 {
3461         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3462         kobject_del(&s->kobj);
3463 }
3464
3465 /*
3466  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3467  * available lest we loose that information.
3468  */
3469 struct saved_alias {
3470         struct kmem_cache *s;
3471         const char *name;
3472         struct saved_alias *next;
3473 };
3474
3475 struct saved_alias *alias_list;
3476
3477 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3478 {
3479         struct saved_alias *al;
3480
3481         if (slab_state == SYSFS) {
3482                 /*
3483                  * If we have a leftover link then remove it.
3484                  */
3485                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kset.kobj, name);
3486                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kset.kobj,
3487                                                 &s->kobj, name);
3488         }
3489
3490         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3491         if (!al)
3492                 return -ENOMEM;
3493
3494         al->s = s;
3495         al->name = name;
3496         al->next = alias_list;
3497         alias_list = al;
3498         return 0;
3499 }
3500
3501 static int __init slab_sysfs_init(void)
3502 {
3503         int err;
3504
3505         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3506         if (err) {
3507                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3508                 return -ENOSYS;
3509         }
3510
3511         finish_bootstrap();
3512
3513         while (alias_list) {
3514                 struct saved_alias *al = alias_list;
3515
3516                 alias_list = alias_list->next;
3517                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3518                 BUG_ON(err);
3519                 kfree(al);
3520         }
3521
3522         resiliency_test();
3523         return 0;
3524 }
3525
3526 __initcall(slab_sysfs_init);
3527 #else
3528 __initcall(finish_bootstrap);
3529 #endif