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