]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/slub.c
SLUB: clean up krealloc
[linux-2.6] / mm / slub.c
1 /*
2  * SLUB: A slab allocator that limits cache line use instead of queuing
3  * objects in per cpu and per node lists.
4  *
5  * The allocator synchronizes using per slab locks and only
6  * uses a centralized lock to manage a pool of partial slabs.
7  *
8  * (C) 2007 SGI, Christoph Lameter <clameter@sgi.com>
9  */
10
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/bit_spinlock.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/cpuset.h>
20 #include <linux/mempolicy.h>
21 #include <linux/ctype.h>
22 #include <linux/kallsyms.h>
23
24 /*
25  * Lock order:
26  *   1. slab_lock(page)
27  *   2. slab->list_lock
28  *
29  *   The slab_lock protects operations on the object of a particular
30  *   slab and its metadata in the page struct. If the slab lock
31  *   has been taken then no allocations nor frees can be performed
32  *   on the objects in the slab nor can the slab be added or removed
33  *   from the partial or full lists since this would mean modifying
34  *   the page_struct of the slab.
35  *
36  *   The list_lock protects the partial and full list on each node and
37  *   the partial slab counter. If taken then no new slabs may be added or
38  *   removed from the lists nor make the number of partial slabs be modified.
39  *   (Note that the total number of slabs is an atomic value that may be
40  *   modified without taking the list lock).
41  *
42  *   The list_lock is a centralized lock and thus we avoid taking it as
43  *   much as possible. As long as SLUB does not have to handle partial
44  *   slabs, operations can continue without any centralized lock. F.e.
45  *   allocating a long series of objects that fill up slabs does not require
46  *   the list lock.
47  *
48  *   The lock order is sometimes inverted when we are trying to get a slab
49  *   off a list. We take the list_lock and then look for a page on the list
50  *   to use. While we do that objects in the slabs may be freed. We can
51  *   only operate on the slab if we have also taken the slab_lock. So we use
52  *   a slab_trylock() on the slab. If trylock was successful then no frees
53  *   can occur anymore and we can use the slab for allocations etc. If the
54  *   slab_trylock() does not succeed then frees are in progress in the slab and
55  *   we must stay away from it for a while since we may cause a bouncing
56  *   cacheline if we try to acquire the lock. So go onto the next slab.
57  *   If all pages are busy then we may allocate a new slab instead of reusing
58  *   a partial slab. A new slab has noone operating on it and thus there is
59  *   no danger of cacheline contention.
60  *
61  *   Interrupts are disabled during allocation and deallocation in order to
62  *   make the slab allocator safe to use in the context of an irq. In addition
63  *   interrupts are disabled to ensure that the processor does not change
64  *   while handling per_cpu slabs, due to kernel preemption.
65  *
66  * SLUB assigns one slab for allocation to each processor.
67  * Allocations only occur from these slabs called cpu slabs.
68  *
69  * Slabs with free elements are kept on a partial list.
70  * There is no list for full slabs. If an object in a full slab is
71  * freed then the slab will show up again on the partial lists.
72  * Otherwise there is no need to track full slabs unless we have to
73  * track full slabs for debugging purposes.
74  *
75  * Slabs are freed when they become empty. Teardown and setup is
76  * minimal so we rely on the page allocators per cpu caches for
77  * fast frees and allocs.
78  *
79  * Overloading of page flags that are otherwise used for LRU management.
80  *
81  * PageActive           The slab is used as a cpu cache. Allocations
82  *                      may be performed from the slab. The slab is not
83  *                      on any slab list and cannot be moved onto one.
84  *
85  * PageError            Slab requires special handling due to debug
86  *                      options set. This moves slab handling out of
87  *                      the fast path.
88  */
89
90 /*
91  * Issues still to be resolved:
92  *
93  * - The per cpu array is updated for each new slab and and is a remote
94  *   cacheline for most nodes. This could become a bouncing cacheline given
95  *   enough frequent updates. There are 16 pointers in a cacheline.so at
96  *   max 16 cpus could compete. Likely okay.
97  *
98  * - Support PAGE_ALLOC_DEBUG. Should be easy to do.
99  *
100  * - Variable sizing of the per node arrays
101  */
102
103 /* Enable to test recovery from slab corruption on boot */
104 #undef SLUB_RESILIENCY_TEST
105
106 #if PAGE_SHIFT <= 12
107
108 /*
109  * Small page size. Make sure that we do not fragment memory
110  */
111 #define DEFAULT_MAX_ORDER 1
112 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 4
113
114 #else
115
116 /*
117  * Large page machines are customarily able to handle larger
118  * page orders.
119  */
120 #define DEFAULT_MAX_ORDER 2
121 #define DEFAULT_MIN_OBJECTS 8
122
123 #endif
124
125 /*
126  * Mininum number of partial slabs. These will be left on the partial
127  * lists even if they are empty. kmem_cache_shrink may reclaim them.
128  */
129 #define MIN_PARTIAL 2
130
131 /*
132  * Maximum number of desirable partial slabs.
133  * The existence of more partial slabs makes kmem_cache_shrink
134  * sort the partial list by the number of objects in the.
135  */
136 #define MAX_PARTIAL 10
137
138 #define DEBUG_DEFAULT_FLAGS (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | \
139                                 SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER)
140 /*
141  * Set of flags that will prevent slab merging
142  */
143 #define SLUB_NEVER_MERGE (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON | SLAB_STORE_USER | \
144                 SLAB_TRACE | SLAB_DESTROY_BY_RCU)
145
146 #define SLUB_MERGE_SAME (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | \
147                 SLAB_CACHE_DMA)
148
149 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
150 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
154 #define ARCH_SLAB_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
155 #endif
156
157 /* Internal SLUB flags */
158 #define __OBJECT_POISON 0x80000000      /* Poison object */
159
160 /* Not all arches define cache_line_size */
161 #ifndef cache_line_size
162 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
163 #endif
164
165 static int kmem_size = sizeof(struct kmem_cache);
166
167 #ifdef CONFIG_SMP
168 static struct notifier_block slab_notifier;
169 #endif
170
171 static enum {
172         DOWN,           /* No slab functionality available */
173         PARTIAL,        /* kmem_cache_open() works but kmalloc does not */
174         UP,             /* Everything works */
175         SYSFS           /* Sysfs up */
176 } slab_state = DOWN;
177
178 /* A list of all slab caches on the system */
179 static DECLARE_RWSEM(slub_lock);
180 LIST_HEAD(slab_caches);
181
182 #ifdef CONFIG_SYSFS
183 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *);
184 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *, const char *);
185 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *);
186 #else
187 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s) { return 0; }
188 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *p) { return 0; }
189 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s) {}
190 #endif
191
192 /********************************************************************
193  *                      Core slab cache functions
194  *******************************************************************/
195
196 int slab_is_available(void)
197 {
198         return slab_state >= UP;
199 }
200
201 static inline struct kmem_cache_node *get_node(struct kmem_cache *s, int node)
202 {
203 #ifdef CONFIG_NUMA
204         return s->node[node];
205 #else
206         return &s->local_node;
207 #endif
208 }
209
210 /*
211  * Object debugging
212  */
213 static void print_section(char *text, u8 *addr, unsigned int length)
214 {
215         int i, offset;
216         int newline = 1;
217         char ascii[17];
218
219         ascii[16] = 0;
220
221         for (i = 0; i < length; i++) {
222                 if (newline) {
223                         printk(KERN_ERR "%10s 0x%p: ", text, addr + i);
224                         newline = 0;
225                 }
226                 printk(" %02x", addr[i]);
227                 offset = i % 16;
228                 ascii[offset] = isgraph(addr[i]) ? addr[i] : '.';
229                 if (offset == 15) {
230                         printk(" %s\n",ascii);
231                         newline = 1;
232                 }
233         }
234         if (!newline) {
235                 i %= 16;
236                 while (i < 16) {
237                         printk("   ");
238                         ascii[i] = ' ';
239                         i++;
240                 }
241                 printk(" %s\n", ascii);
242         }
243 }
244
245 /*
246  * Slow version of get and set free pointer.
247  *
248  * This requires touching the cache lines of kmem_cache.
249  * The offset can also be obtained from the page. In that
250  * case it is in the cacheline that we already need to touch.
251  */
252 static void *get_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object)
253 {
254         return *(void **)(object + s->offset);
255 }
256
257 static void set_freepointer(struct kmem_cache *s, void *object, void *fp)
258 {
259         *(void **)(object + s->offset) = fp;
260 }
261
262 /*
263  * Tracking user of a slab.
264  */
265 struct track {
266         void *addr;             /* Called from address */
267         int cpu;                /* Was running on cpu */
268         int pid;                /* Pid context */
269         unsigned long when;     /* When did the operation occur */
270 };
271
272 enum track_item { TRACK_ALLOC, TRACK_FREE };
273
274 static struct track *get_track(struct kmem_cache *s, void *object,
275         enum track_item alloc)
276 {
277         struct track *p;
278
279         if (s->offset)
280                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
281         else
282                 p = object + s->inuse;
283
284         return p + alloc;
285 }
286
287 static void set_track(struct kmem_cache *s, void *object,
288                                 enum track_item alloc, void *addr)
289 {
290         struct track *p;
291
292         if (s->offset)
293                 p = object + s->offset + sizeof(void *);
294         else
295                 p = object + s->inuse;
296
297         p += alloc;
298         if (addr) {
299                 p->addr = addr;
300                 p->cpu = smp_processor_id();
301                 p->pid = current ? current->pid : -1;
302                 p->when = jiffies;
303         } else
304                 memset(p, 0, sizeof(struct track));
305 }
306
307 static void init_tracking(struct kmem_cache *s, void *object)
308 {
309         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
310                 set_track(s, object, TRACK_FREE, NULL);
311                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, NULL);
312         }
313 }
314
315 static void print_track(const char *s, struct track *t)
316 {
317         if (!t->addr)
318                 return;
319
320         printk(KERN_ERR "%s: ", s);
321         __print_symbol("%s", (unsigned long)t->addr);
322         printk(" jiffies_ago=%lu cpu=%u pid=%d\n", jiffies - t->when, t->cpu, t->pid);
323 }
324
325 static void print_trailer(struct kmem_cache *s, u8 *p)
326 {
327         unsigned int off;       /* Offset of last byte */
328
329         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
330                 print_section("Redzone", p + s->objsize,
331                         s->inuse - s->objsize);
332
333         printk(KERN_ERR "FreePointer 0x%p -> 0x%p\n",
334                         p + s->offset,
335                         get_freepointer(s, p));
336
337         if (s->offset)
338                 off = s->offset + sizeof(void *);
339         else
340                 off = s->inuse;
341
342         if (s->flags & SLAB_STORE_USER) {
343                 print_track("Last alloc", get_track(s, p, TRACK_ALLOC));
344                 print_track("Last free ", get_track(s, p, TRACK_FREE));
345                 off += 2 * sizeof(struct track);
346         }
347
348         if (off != s->size)
349                 /* Beginning of the filler is the free pointer */
350                 print_section("Filler", p + off, s->size - off);
351 }
352
353 static void object_err(struct kmem_cache *s, struct page *page,
354                         u8 *object, char *reason)
355 {
356         u8 *addr = page_address(page);
357
358         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s@0x%p slab 0x%p\n",
359                         s->name, reason, object, page);
360         printk(KERN_ERR "    offset=%tu flags=0x%04lx inuse=%u freelist=0x%p\n",
361                 object - addr, page->flags, page->inuse, page->freelist);
362         if (object > addr + 16)
363                 print_section("Bytes b4", object - 16, 16);
364         print_section("Object", object, min(s->objsize, 128));
365         print_trailer(s, object);
366         dump_stack();
367 }
368
369 static void slab_err(struct kmem_cache *s, struct page *page, char *reason, ...)
370 {
371         va_list args;
372         char buf[100];
373
374         va_start(args, reason);
375         vsnprintf(buf, sizeof(buf), reason, args);
376         va_end(args);
377         printk(KERN_ERR "*** SLUB %s: %s in slab @0x%p\n", s->name, buf,
378                 page);
379         dump_stack();
380 }
381
382 static void init_object(struct kmem_cache *s, void *object, int active)
383 {
384         u8 *p = object;
385
386         if (s->flags & __OBJECT_POISON) {
387                 memset(p, POISON_FREE, s->objsize - 1);
388                 p[s->objsize -1] = POISON_END;
389         }
390
391         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE)
392                 memset(p + s->objsize,
393                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE,
394                         s->inuse - s->objsize);
395 }
396
397 static int check_bytes(u8 *start, unsigned int value, unsigned int bytes)
398 {
399         while (bytes) {
400                 if (*start != (u8)value)
401                         return 0;
402                 start++;
403                 bytes--;
404         }
405         return 1;
406 }
407
408 static inline int check_valid_pointer(struct kmem_cache *s,
409                                 struct page *page, const void *object)
410 {
411         void *base;
412
413         if (!object)
414                 return 1;
415
416         base = page_address(page);
417         if (object < base || object >= base + s->objects * s->size ||
418                 (object - base) % s->size) {
419                 return 0;
420         }
421
422         return 1;
423 }
424
425 /*
426  * Object layout:
427  *
428  * object address
429  *      Bytes of the object to be managed.
430  *      If the freepointer may overlay the object then the free
431  *      pointer is the first word of the object.
432  *      Poisoning uses 0x6b (POISON_FREE) and the last byte is
433  *      0xa5 (POISON_END)
434  *
435  * object + s->objsize
436  *      Padding to reach word boundary. This is also used for Redzoning.
437  *      Padding is extended to word size if Redzoning is enabled
438  *      and objsize == inuse.
439  *      We fill with 0xbb (RED_INACTIVE) for inactive objects and with
440  *      0xcc (RED_ACTIVE) for objects in use.
441  *
442  * object + s->inuse
443  *      A. Free pointer (if we cannot overwrite object on free)
444  *      B. Tracking data for SLAB_STORE_USER
445  *      C. Padding to reach required alignment boundary
446  *              Padding is done using 0x5a (POISON_INUSE)
447  *
448  * object + s->size
449  *
450  * If slabcaches are merged then the objsize and inuse boundaries are to
451  * be ignored. And therefore no slab options that rely on these boundaries
452  * may be used with merged slabcaches.
453  */
454
455 static void restore_bytes(struct kmem_cache *s, char *message, u8 data,
456                                                 void *from, void *to)
457 {
458         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Restoring %s (0x%x) from 0x%p-0x%p\n",
459                 s->name, message, data, from, to - 1);
460         memset(from, data, to - from);
461 }
462
463 static int check_pad_bytes(struct kmem_cache *s, struct page *page, u8 *p)
464 {
465         unsigned long off = s->inuse;   /* The end of info */
466
467         if (s->offset)
468                 /* Freepointer is placed after the object. */
469                 off += sizeof(void *);
470
471         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
472                 /* We also have user information there */
473                 off += 2 * sizeof(struct track);
474
475         if (s->size == off)
476                 return 1;
477
478         if (check_bytes(p + off, POISON_INUSE, s->size - off))
479                 return 1;
480
481         object_err(s, page, p, "Object padding check fails");
482
483         /*
484          * Restore padding
485          */
486         restore_bytes(s, "object padding", POISON_INUSE, p + off, p + s->size);
487         return 0;
488 }
489
490 static int slab_pad_check(struct kmem_cache *s, struct page *page)
491 {
492         u8 *p;
493         int length, remainder;
494
495         if (!(s->flags & SLAB_POISON))
496                 return 1;
497
498         p = page_address(page);
499         length = s->objects * s->size;
500         remainder = (PAGE_SIZE << s->order) - length;
501         if (!remainder)
502                 return 1;
503
504         if (!check_bytes(p + length, POISON_INUSE, remainder)) {
505                 slab_err(s, page, "Padding check failed");
506                 restore_bytes(s, "slab padding", POISON_INUSE, p + length,
507                         p + length + remainder);
508                 return 0;
509         }
510         return 1;
511 }
512
513 static int check_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
514                                         void *object, int active)
515 {
516         u8 *p = object;
517         u8 *endobject = object + s->objsize;
518
519         if (s->flags & SLAB_RED_ZONE) {
520                 unsigned int red =
521                         active ? SLUB_RED_ACTIVE : SLUB_RED_INACTIVE;
522
523                 if (!check_bytes(endobject, red, s->inuse - s->objsize)) {
524                         object_err(s, page, object,
525                         active ? "Redzone Active" : "Redzone Inactive");
526                         restore_bytes(s, "redzone", red,
527                                 endobject, object + s->inuse);
528                         return 0;
529                 }
530         } else {
531                 if ((s->flags & SLAB_POISON) && s->objsize < s->inuse &&
532                         !check_bytes(endobject, POISON_INUSE,
533                                         s->inuse - s->objsize)) {
534                 object_err(s, page, p, "Alignment padding check fails");
535                 /*
536                  * Fix it so that there will not be another report.
537                  *
538                  * Hmmm... We may be corrupting an object that now expects
539                  * to be longer than allowed.
540                  */
541                 restore_bytes(s, "alignment padding", POISON_INUSE,
542                         endobject, object + s->inuse);
543                 }
544         }
545
546         if (s->flags & SLAB_POISON) {
547                 if (!active && (s->flags & __OBJECT_POISON) &&
548                         (!check_bytes(p, POISON_FREE, s->objsize - 1) ||
549                                 p[s->objsize - 1] != POISON_END)) {
550
551                         object_err(s, page, p, "Poison check failed");
552                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_FREE,
553                                                 p, p + s->objsize -1);
554                         restore_bytes(s, "Poison", POISON_END,
555                                         p + s->objsize - 1, p + s->objsize);
556                         return 0;
557                 }
558                 /*
559                  * check_pad_bytes cleans up on its own.
560                  */
561                 check_pad_bytes(s, page, p);
562         }
563
564         if (!s->offset && active)
565                 /*
566                  * Object and freepointer overlap. Cannot check
567                  * freepointer while object is allocated.
568                  */
569                 return 1;
570
571         /* Check free pointer validity */
572         if (!check_valid_pointer(s, page, get_freepointer(s, p))) {
573                 object_err(s, page, p, "Freepointer corrupt");
574                 /*
575                  * No choice but to zap it and thus loose the remainder
576                  * of the free objects in this slab. May cause
577                  * another error because the object count maybe
578                  * wrong now.
579                  */
580                 set_freepointer(s, p, NULL);
581                 return 0;
582         }
583         return 1;
584 }
585
586 static int check_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
587 {
588         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
589
590         if (!PageSlab(page)) {
591                 slab_err(s, page, "Not a valid slab page flags=%lx "
592                         "mapping=0x%p count=%d", page->flags, page->mapping,
593                         page_count(page));
594                 return 0;
595         }
596         if (page->offset * sizeof(void *) != s->offset) {
597                 slab_err(s, page, "Corrupted offset %lu flags=0x%lx "
598                         "mapping=0x%p count=%d",
599                         (unsigned long)(page->offset * sizeof(void *)),
600                         page->flags,
601                         page->mapping,
602                         page_count(page));
603                 return 0;
604         }
605         if (page->inuse > s->objects) {
606                 slab_err(s, page, "inuse %u > max %u @0x%p flags=%lx "
607                         "mapping=0x%p count=%d",
608                         s->name, page->inuse, s->objects, page->flags,
609                         page->mapping, page_count(page));
610                 return 0;
611         }
612         /* Slab_pad_check fixes things up after itself */
613         slab_pad_check(s, page);
614         return 1;
615 }
616
617 /*
618  * Determine if a certain object on a page is on the freelist and
619  * therefore free. Must hold the slab lock for cpu slabs to
620  * guarantee that the chains are consistent.
621  */
622 static int on_freelist(struct kmem_cache *s, struct page *page, void *search)
623 {
624         int nr = 0;
625         void *fp = page->freelist;
626         void *object = NULL;
627
628         while (fp && nr <= s->objects) {
629                 if (fp == search)
630                         return 1;
631                 if (!check_valid_pointer(s, page, fp)) {
632                         if (object) {
633                                 object_err(s, page, object,
634                                         "Freechain corrupt");
635                                 set_freepointer(s, object, NULL);
636                                 break;
637                         } else {
638                                 slab_err(s, page, "Freepointer 0x%p corrupt",
639                                                                         fp);
640                                 page->freelist = NULL;
641                                 page->inuse = s->objects;
642                                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Freelist "
643                                         "cleared. Slab 0x%p\n",
644                                         s->name, page);
645                                 return 0;
646                         }
647                         break;
648                 }
649                 object = fp;
650                 fp = get_freepointer(s, object);
651                 nr++;
652         }
653
654         if (page->inuse != s->objects - nr) {
655                 slab_err(s, page, "Wrong object count. Counter is %d but "
656                         "counted were %d", s, page, page->inuse,
657                                                         s->objects - nr);
658                 page->inuse = s->objects - nr;
659                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB %s: Object count adjusted. "
660                         "Slab @0x%p\n", s->name, page);
661         }
662         return search == NULL;
663 }
664
665 /*
666  * Tracking of fully allocated slabs for debugging
667  */
668 static void add_full(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
669 {
670         spin_lock(&n->list_lock);
671         list_add(&page->lru, &n->full);
672         spin_unlock(&n->list_lock);
673 }
674
675 static void remove_full(struct kmem_cache *s, struct page *page)
676 {
677         struct kmem_cache_node *n;
678
679         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
680                 return;
681
682         n = get_node(s, page_to_nid(page));
683
684         spin_lock(&n->list_lock);
685         list_del(&page->lru);
686         spin_unlock(&n->list_lock);
687 }
688
689 static int alloc_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
690                                                         void *object)
691 {
692         if (!check_slab(s, page))
693                 goto bad;
694
695         if (object && !on_freelist(s, page, object)) {
696                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already allocated", object);
697                 goto bad;
698         }
699
700         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
701                 object_err(s, page, object, "Freelist Pointer check fails");
702                 goto bad;
703         }
704
705         if (!object)
706                 return 1;
707
708         if (!check_object(s, page, object, 0))
709                 goto bad;
710
711         return 1;
712 bad:
713         if (PageSlab(page)) {
714                 /*
715                  * If this is a slab page then lets do the best we can
716                  * to avoid issues in the future. Marking all objects
717                  * as used avoids touching the remainder.
718                  */
719                 printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p. Marking all objects used.\n",
720                         s->name, page);
721                 page->inuse = s->objects;
722                 page->freelist = NULL;
723                 /* Fix up fields that may be corrupted */
724                 page->offset = s->offset / sizeof(void *);
725         }
726         return 0;
727 }
728
729 static int free_object_checks(struct kmem_cache *s, struct page *page,
730                                                         void *object)
731 {
732         if (!check_slab(s, page))
733                 goto fail;
734
735         if (!check_valid_pointer(s, page, object)) {
736                 slab_err(s, page, "Invalid object pointer 0x%p", object);
737                 goto fail;
738         }
739
740         if (on_freelist(s, page, object)) {
741                 slab_err(s, page, "Object 0x%p already free", object);
742                 goto fail;
743         }
744
745         if (!check_object(s, page, object, 1))
746                 return 0;
747
748         if (unlikely(s != page->slab)) {
749                 if (!PageSlab(page))
750                         slab_err(s, page, "Attempt to free object(0x%p) "
751                                 "outside of slab", object);
752                 else
753                 if (!page->slab) {
754                         printk(KERN_ERR
755                                 "SLUB <none>: no slab for object 0x%p.\n",
756                                                 object);
757                         dump_stack();
758                 }
759                 else
760                         slab_err(s, page, "object at 0x%p belongs "
761                                 "to slab %s", object, page->slab->name);
762                 goto fail;
763         }
764         return 1;
765 fail:
766         printk(KERN_ERR "@@@ SLUB: %s slab 0x%p object at 0x%p not freed.\n",
767                 s->name, page, object);
768         return 0;
769 }
770
771 /*
772  * Slab allocation and freeing
773  */
774 static struct page *allocate_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
775 {
776         struct page * page;
777         int pages = 1 << s->order;
778
779         if (s->order)
780                 flags |= __GFP_COMP;
781
782         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
783                 flags |= SLUB_DMA;
784
785         if (node == -1)
786                 page = alloc_pages(flags, s->order);
787         else
788                 page = alloc_pages_node(node, flags, s->order);
789
790         if (!page)
791                 return NULL;
792
793         mod_zone_page_state(page_zone(page),
794                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
795                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
796                 pages);
797
798         return page;
799 }
800
801 static void setup_object(struct kmem_cache *s, struct page *page,
802                                 void *object)
803 {
804         if (PageError(page)) {
805                 init_object(s, object, 0);
806                 init_tracking(s, object);
807         }
808
809         if (unlikely(s->ctor))
810                 s->ctor(object, s, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
811 }
812
813 static struct page *new_slab(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
814 {
815         struct page *page;
816         struct kmem_cache_node *n;
817         void *start;
818         void *end;
819         void *last;
820         void *p;
821
822         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK));
823
824         if (flags & __GFP_WAIT)
825                 local_irq_enable();
826
827         page = allocate_slab(s, flags & GFP_LEVEL_MASK, node);
828         if (!page)
829                 goto out;
830
831         n = get_node(s, page_to_nid(page));
832         if (n)
833                 atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
834         page->offset = s->offset / sizeof(void *);
835         page->slab = s;
836         page->flags |= 1 << PG_slab;
837         if (s->flags & (SLAB_DEBUG_FREE | SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
838                         SLAB_STORE_USER | SLAB_TRACE))
839                 page->flags |= 1 << PG_error;
840
841         start = page_address(page);
842         end = start + s->objects * s->size;
843
844         if (unlikely(s->flags & SLAB_POISON))
845                 memset(start, POISON_INUSE, PAGE_SIZE << s->order);
846
847         last = start;
848         for (p = start + s->size; p < end; p += s->size) {
849                 setup_object(s, page, last);
850                 set_freepointer(s, last, p);
851                 last = p;
852         }
853         setup_object(s, page, last);
854         set_freepointer(s, last, NULL);
855
856         page->freelist = start;
857         page->inuse = 0;
858 out:
859         if (flags & __GFP_WAIT)
860                 local_irq_disable();
861         return page;
862 }
863
864 static void __free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
865 {
866         int pages = 1 << s->order;
867
868         if (unlikely(PageError(page) || s->dtor)) {
869                 void *start = page_address(page);
870                 void *end = start + (pages << PAGE_SHIFT);
871                 void *p;
872
873                 slab_pad_check(s, page);
874                 for (p = start; p <= end - s->size; p += s->size) {
875                         if (s->dtor)
876                                 s->dtor(p, s, 0);
877                         check_object(s, page, p, 0);
878                 }
879         }
880
881         mod_zone_page_state(page_zone(page),
882                 (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) ?
883                 NR_SLAB_RECLAIMABLE : NR_SLAB_UNRECLAIMABLE,
884                 - pages);
885
886         page->mapping = NULL;
887         __free_pages(page, s->order);
888 }
889
890 static void rcu_free_slab(struct rcu_head *h)
891 {
892         struct page *page;
893
894         page = container_of((struct list_head *)h, struct page, lru);
895         __free_slab(page->slab, page);
896 }
897
898 static void free_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
899 {
900         if (unlikely(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
901                 /*
902                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU
903                  */
904                 struct rcu_head *head = (void *)&page->lru;
905
906                 call_rcu(head, rcu_free_slab);
907         } else
908                 __free_slab(s, page);
909 }
910
911 static void discard_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
912 {
913         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
914
915         atomic_long_dec(&n->nr_slabs);
916         reset_page_mapcount(page);
917         page->flags &= ~(1 << PG_slab | 1 << PG_error);
918         free_slab(s, page);
919 }
920
921 /*
922  * Per slab locking using the pagelock
923  */
924 static __always_inline void slab_lock(struct page *page)
925 {
926         bit_spin_lock(PG_locked, &page->flags);
927 }
928
929 static __always_inline void slab_unlock(struct page *page)
930 {
931         bit_spin_unlock(PG_locked, &page->flags);
932 }
933
934 static __always_inline int slab_trylock(struct page *page)
935 {
936         int rc = 1;
937
938         rc = bit_spin_trylock(PG_locked, &page->flags);
939         return rc;
940 }
941
942 /*
943  * Management of partially allocated slabs
944  */
945 static void add_partial_tail(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
946 {
947         spin_lock(&n->list_lock);
948         n->nr_partial++;
949         list_add_tail(&page->lru, &n->partial);
950         spin_unlock(&n->list_lock);
951 }
952
953 static void add_partial(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
954 {
955         spin_lock(&n->list_lock);
956         n->nr_partial++;
957         list_add(&page->lru, &n->partial);
958         spin_unlock(&n->list_lock);
959 }
960
961 static void remove_partial(struct kmem_cache *s,
962                                                 struct page *page)
963 {
964         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
965
966         spin_lock(&n->list_lock);
967         list_del(&page->lru);
968         n->nr_partial--;
969         spin_unlock(&n->list_lock);
970 }
971
972 /*
973  * Lock page and remove it from the partial list
974  *
975  * Must hold list_lock
976  */
977 static int lock_and_del_slab(struct kmem_cache_node *n, struct page *page)
978 {
979         if (slab_trylock(page)) {
980                 list_del(&page->lru);
981                 n->nr_partial--;
982                 return 1;
983         }
984         return 0;
985 }
986
987 /*
988  * Try to get a partial slab from a specific node
989  */
990 static struct page *get_partial_node(struct kmem_cache_node *n)
991 {
992         struct page *page;
993
994         /*
995          * Racy check. If we mistakenly see no partial slabs then we
996          * just allocate an empty slab. If we mistakenly try to get a
997          * partial slab then get_partials() will return NULL.
998          */
999         if (!n || !n->nr_partial)
1000                 return NULL;
1001
1002         spin_lock(&n->list_lock);
1003         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
1004                 if (lock_and_del_slab(n, page))
1005                         goto out;
1006         page = NULL;
1007 out:
1008         spin_unlock(&n->list_lock);
1009         return page;
1010 }
1011
1012 /*
1013  * Get a page from somewhere. Search in increasing NUMA
1014  * distances.
1015  */
1016 static struct page *get_any_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
1017 {
1018 #ifdef CONFIG_NUMA
1019         struct zonelist *zonelist;
1020         struct zone **z;
1021         struct page *page;
1022
1023         /*
1024          * The defrag ratio allows to configure the tradeoffs between
1025          * inter node defragmentation and node local allocations.
1026          * A lower defrag_ratio increases the tendency to do local
1027          * allocations instead of scanning throught the partial
1028          * lists on other nodes.
1029          *
1030          * If defrag_ratio is set to 0 then kmalloc() always
1031          * returns node local objects. If its higher then kmalloc()
1032          * may return off node objects in order to avoid fragmentation.
1033          *
1034          * A higher ratio means slabs may be taken from other nodes
1035          * thus reducing the number of partial slabs on those nodes.
1036          *
1037          * If /sys/slab/xx/defrag_ratio is set to 100 (which makes
1038          * defrag_ratio = 1000) then every (well almost) allocation
1039          * will first attempt to defrag slab caches on other nodes. This
1040          * means scanning over all nodes to look for partial slabs which
1041          * may be a bit expensive to do on every slab allocation.
1042          */
1043         if (!s->defrag_ratio || get_cycles() % 1024 > s->defrag_ratio)
1044                 return NULL;
1045
1046         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
1047                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
1048         for (z = zonelist->zones; *z; z++) {
1049                 struct kmem_cache_node *n;
1050
1051                 n = get_node(s, zone_to_nid(*z));
1052
1053                 if (n && cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
1054                                 n->nr_partial > MIN_PARTIAL) {
1055                         page = get_partial_node(n);
1056                         if (page)
1057                                 return page;
1058                 }
1059         }
1060 #endif
1061         return NULL;
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Get a partial page, lock it and return it.
1066  */
1067 static struct page *get_partial(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, int node)
1068 {
1069         struct page *page;
1070         int searchnode = (node == -1) ? numa_node_id() : node;
1071
1072         page = get_partial_node(get_node(s, searchnode));
1073         if (page || (flags & __GFP_THISNODE))
1074                 return page;
1075
1076         return get_any_partial(s, flags);
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Move a page back to the lists.
1081  *
1082  * Must be called with the slab lock held.
1083  *
1084  * On exit the slab lock will have been dropped.
1085  */
1086 static void putback_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
1087 {
1088         struct kmem_cache_node *n = get_node(s, page_to_nid(page));
1089
1090         if (page->inuse) {
1091
1092                 if (page->freelist)
1093                         add_partial(n, page);
1094                 else if (PageError(page) && (s->flags & SLAB_STORE_USER))
1095                         add_full(n, page);
1096                 slab_unlock(page);
1097
1098         } else {
1099                 if (n->nr_partial < MIN_PARTIAL) {
1100                         /*
1101                          * Adding an empty page to the partial slabs in order
1102                          * to avoid page allocator overhead. This page needs to
1103                          * come after all the others that are not fully empty
1104                          * in order to make sure that we do maximum
1105                          * defragmentation.
1106                          */
1107                         add_partial_tail(n, page);
1108                         slab_unlock(page);
1109                 } else {
1110                         slab_unlock(page);
1111                         discard_slab(s, page);
1112                 }
1113         }
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Remove the cpu slab
1118  */
1119 static void deactivate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1120 {
1121         s->cpu_slab[cpu] = NULL;
1122         ClearPageActive(page);
1123
1124         putback_slab(s, page);
1125 }
1126
1127 static void flush_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page, int cpu)
1128 {
1129         slab_lock(page);
1130         deactivate_slab(s, page, cpu);
1131 }
1132
1133 /*
1134  * Flush cpu slab.
1135  * Called from IPI handler with interrupts disabled.
1136  */
1137 static void __flush_cpu_slab(struct kmem_cache *s, int cpu)
1138 {
1139         struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
1140
1141         if (likely(page))
1142                 flush_slab(s, page, cpu);
1143 }
1144
1145 static void flush_cpu_slab(void *d)
1146 {
1147         struct kmem_cache *s = d;
1148         int cpu = smp_processor_id();
1149
1150         __flush_cpu_slab(s, cpu);
1151 }
1152
1153 static void flush_all(struct kmem_cache *s)
1154 {
1155 #ifdef CONFIG_SMP
1156         on_each_cpu(flush_cpu_slab, s, 1, 1);
1157 #else
1158         unsigned long flags;
1159
1160         local_irq_save(flags);
1161         flush_cpu_slab(s);
1162         local_irq_restore(flags);
1163 #endif
1164 }
1165
1166 /*
1167  * slab_alloc is optimized to only modify two cachelines on the fast path
1168  * (aside from the stack):
1169  *
1170  * 1. The page struct
1171  * 2. The first cacheline of the object to be allocated.
1172  *
1173  * The only cache lines that are read (apart from code) is the
1174  * per cpu array in the kmem_cache struct.
1175  *
1176  * Fastpath is not possible if we need to get a new slab or have
1177  * debugging enabled (which means all slabs are marked with PageError)
1178  */
1179 static void *slab_alloc(struct kmem_cache *s,
1180                                 gfp_t gfpflags, int node, void *addr)
1181 {
1182         struct page *page;
1183         void **object;
1184         unsigned long flags;
1185         int cpu;
1186
1187         local_irq_save(flags);
1188         cpu = smp_processor_id();
1189         page = s->cpu_slab[cpu];
1190         if (!page)
1191                 goto new_slab;
1192
1193         slab_lock(page);
1194         if (unlikely(node != -1 && page_to_nid(page) != node))
1195                 goto another_slab;
1196 redo:
1197         object = page->freelist;
1198         if (unlikely(!object))
1199                 goto another_slab;
1200         if (unlikely(PageError(page)))
1201                 goto debug;
1202
1203 have_object:
1204         page->inuse++;
1205         page->freelist = object[page->offset];
1206         slab_unlock(page);
1207         local_irq_restore(flags);
1208         return object;
1209
1210 another_slab:
1211         deactivate_slab(s, page, cpu);
1212
1213 new_slab:
1214         page = get_partial(s, gfpflags, node);
1215         if (likely(page)) {
1216 have_slab:
1217                 s->cpu_slab[cpu] = page;
1218                 SetPageActive(page);
1219                 goto redo;
1220         }
1221
1222         page = new_slab(s, gfpflags, node);
1223         if (page) {
1224                 cpu = smp_processor_id();
1225                 if (s->cpu_slab[cpu]) {
1226                         /*
1227                          * Someone else populated the cpu_slab while we enabled
1228                          * interrupts, or we have got scheduled on another cpu.
1229                          * The page may not be on the requested node.
1230                          */
1231                         if (node == -1 ||
1232                                 page_to_nid(s->cpu_slab[cpu]) == node) {
1233                                 /*
1234                                  * Current cpuslab is acceptable and we
1235                                  * want the current one since its cache hot
1236                                  */
1237                                 discard_slab(s, page);
1238                                 page = s->cpu_slab[cpu];
1239                                 slab_lock(page);
1240                                 goto redo;
1241                         }
1242                         /* Dump the current slab */
1243                         flush_slab(s, s->cpu_slab[cpu], cpu);
1244                 }
1245                 slab_lock(page);
1246                 goto have_slab;
1247         }
1248         local_irq_restore(flags);
1249         return NULL;
1250 debug:
1251         if (!alloc_object_checks(s, page, object))
1252                 goto another_slab;
1253         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1254                 set_track(s, object, TRACK_ALLOC, addr);
1255         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1256                 printk(KERN_INFO "TRACE %s alloc 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1257                         s->name, object, page->inuse,
1258                         page->freelist);
1259                 dump_stack();
1260         }
1261         init_object(s, object, 1);
1262         goto have_object;
1263 }
1264
1265 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1266 {
1267         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, __builtin_return_address(0));
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
1270
1271 #ifdef CONFIG_NUMA
1272 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags, int node)
1273 {
1274         return slab_alloc(s, gfpflags, node, __builtin_return_address(0));
1275 }
1276 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
1277 #endif
1278
1279 /*
1280  * The fastpath only writes the cacheline of the page struct and the first
1281  * cacheline of the object.
1282  *
1283  * No special cachelines need to be read
1284  */
1285 static void slab_free(struct kmem_cache *s, struct page *page,
1286                                         void *x, void *addr)
1287 {
1288         void *prior;
1289         void **object = (void *)x;
1290         unsigned long flags;
1291
1292         local_irq_save(flags);
1293         slab_lock(page);
1294
1295         if (unlikely(PageError(page)))
1296                 goto debug;
1297 checks_ok:
1298         prior = object[page->offset] = page->freelist;
1299         page->freelist = object;
1300         page->inuse--;
1301
1302         if (unlikely(PageActive(page)))
1303                 /*
1304                  * Cpu slabs are never on partial lists and are
1305                  * never freed.
1306                  */
1307                 goto out_unlock;
1308
1309         if (unlikely(!page->inuse))
1310                 goto slab_empty;
1311
1312         /*
1313          * Objects left in the slab. If it
1314          * was not on the partial list before
1315          * then add it.
1316          */
1317         if (unlikely(!prior))
1318                 add_partial(get_node(s, page_to_nid(page)), page);
1319
1320 out_unlock:
1321         slab_unlock(page);
1322         local_irq_restore(flags);
1323         return;
1324
1325 slab_empty:
1326         if (prior)
1327                 /*
1328                  * Slab on the partial list.
1329                  */
1330                 remove_partial(s, page);
1331
1332         slab_unlock(page);
1333         discard_slab(s, page);
1334         local_irq_restore(flags);
1335         return;
1336
1337 debug:
1338         if (!free_object_checks(s, page, x))
1339                 goto out_unlock;
1340         if (!PageActive(page) && !page->freelist)
1341                 remove_full(s, page);
1342         if (s->flags & SLAB_STORE_USER)
1343                 set_track(s, x, TRACK_FREE, addr);
1344         if (s->flags & SLAB_TRACE) {
1345                 printk(KERN_INFO "TRACE %s free 0x%p inuse=%d fp=0x%p\n",
1346                         s->name, object, page->inuse,
1347                         page->freelist);
1348                 print_section("Object", (void *)object, s->objsize);
1349                 dump_stack();
1350         }
1351         init_object(s, object, 0);
1352         goto checks_ok;
1353 }
1354
1355 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *s, void *x)
1356 {
1357         struct page *page;
1358
1359         page = virt_to_head_page(x);
1360
1361         slab_free(s, page, x, __builtin_return_address(0));
1362 }
1363 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
1364
1365 /* Figure out on which slab object the object resides */
1366 static struct page *get_object_page(const void *x)
1367 {
1368         struct page *page = virt_to_head_page(x);
1369
1370         if (!PageSlab(page))
1371                 return NULL;
1372
1373         return page;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * kmem_cache_open produces objects aligned at "size" and the first object
1378  * is placed at offset 0 in the slab (We have no metainformation on the
1379  * slab, all slabs are in essence "off slab").
1380  *
1381  * In order to get the desired alignment one just needs to align the
1382  * size.
1383  *
1384  * Notice that the allocation order determines the sizes of the per cpu
1385  * caches. Each processor has always one slab available for allocations.
1386  * Increasing the allocation order reduces the number of times that slabs
1387  * must be moved on and off the partial lists and therefore may influence
1388  * locking overhead.
1389  *
1390  * The offset is used to relocate the free list link in each object. It is
1391  * therefore possible to move the free list link behind the object. This
1392  * is necessary for RCU to work properly and also useful for debugging.
1393  */
1394
1395 /*
1396  * Mininum / Maximum order of slab pages. This influences locking overhead
1397  * and slab fragmentation. A higher order reduces the number of partial slabs
1398  * and increases the number of allocations possible without having to
1399  * take the list_lock.
1400  */
1401 static int slub_min_order;
1402 static int slub_max_order = DEFAULT_MAX_ORDER;
1403
1404 /*
1405  * Minimum number of objects per slab. This is necessary in order to
1406  * reduce locking overhead. Similar to the queue size in SLAB.
1407  */
1408 static int slub_min_objects = DEFAULT_MIN_OBJECTS;
1409
1410 /*
1411  * Merge control. If this is set then no merging of slab caches will occur.
1412  */
1413 static int slub_nomerge;
1414
1415 /*
1416  * Debug settings:
1417  */
1418 static int slub_debug;
1419
1420 static char *slub_debug_slabs;
1421
1422 /*
1423  * Calculate the order of allocation given an slab object size.
1424  *
1425  * The order of allocation has significant impact on other elements
1426  * of the system. Generally order 0 allocations should be preferred
1427  * since they do not cause fragmentation in the page allocator. Larger
1428  * objects may have problems with order 0 because there may be too much
1429  * space left unused in a slab. We go to a higher order if more than 1/8th
1430  * of the slab would be wasted.
1431  *
1432  * In order to reach satisfactory performance we must ensure that
1433  * a minimum number of objects is in one slab. Otherwise we may
1434  * generate too much activity on the partial lists. This is less a
1435  * concern for large slabs though. slub_max_order specifies the order
1436  * where we begin to stop considering the number of objects in a slab.
1437  *
1438  * Higher order allocations also allow the placement of more objects
1439  * in a slab and thereby reduce object handling overhead. If the user
1440  * has requested a higher mininum order then we start with that one
1441  * instead of zero.
1442  */
1443 static int calculate_order(int size)
1444 {
1445         int order;
1446         int rem;
1447
1448         for (order = max(slub_min_order, fls(size - 1) - PAGE_SHIFT);
1449                         order < MAX_ORDER; order++) {
1450                 unsigned long slab_size = PAGE_SIZE << order;
1451
1452                 if (slub_max_order > order &&
1453                                 slab_size < slub_min_objects * size)
1454                         continue;
1455
1456                 if (slab_size < size)
1457                         continue;
1458
1459                 rem = slab_size % size;
1460
1461                 if (rem <= (PAGE_SIZE << order) / 8)
1462                         break;
1463
1464         }
1465         if (order >= MAX_ORDER)
1466                 return -E2BIG;
1467         return order;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Function to figure out which alignment to use from the
1472  * various ways of specifying it.
1473  */
1474 static unsigned long calculate_alignment(unsigned long flags,
1475                 unsigned long align, unsigned long size)
1476 {
1477         /*
1478          * If the user wants hardware cache aligned objects then
1479          * follow that suggestion if the object is sufficiently
1480          * large.
1481          *
1482          * The hardware cache alignment cannot override the
1483          * specified alignment though. If that is greater
1484          * then use it.
1485          */
1486         if ((flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) &&
1487                         size > cache_line_size() / 2)
1488                 return max_t(unsigned long, align, cache_line_size());
1489
1490         if (align < ARCH_SLAB_MINALIGN)
1491                 return ARCH_SLAB_MINALIGN;
1492
1493         return ALIGN(align, sizeof(void *));
1494 }
1495
1496 static void init_kmem_cache_node(struct kmem_cache_node *n)
1497 {
1498         n->nr_partial = 0;
1499         atomic_long_set(&n->nr_slabs, 0);
1500         spin_lock_init(&n->list_lock);
1501         INIT_LIST_HEAD(&n->partial);
1502         INIT_LIST_HEAD(&n->full);
1503 }
1504
1505 #ifdef CONFIG_NUMA
1506 /*
1507  * No kmalloc_node yet so do it by hand. We know that this is the first
1508  * slab on the node for this slabcache. There are no concurrent accesses
1509  * possible.
1510  *
1511  * Note that this function only works on the kmalloc_node_cache
1512  * when allocating for the kmalloc_node_cache.
1513  */
1514 static struct kmem_cache_node * __init early_kmem_cache_node_alloc(gfp_t gfpflags,
1515                                                                 int node)
1516 {
1517         struct page *page;
1518         struct kmem_cache_node *n;
1519
1520         BUG_ON(kmalloc_caches->size < sizeof(struct kmem_cache_node));
1521
1522         page = new_slab(kmalloc_caches, gfpflags | GFP_THISNODE, node);
1523         /* new_slab() disables interupts */
1524         local_irq_enable();
1525
1526         BUG_ON(!page);
1527         n = page->freelist;
1528         BUG_ON(!n);
1529         page->freelist = get_freepointer(kmalloc_caches, n);
1530         page->inuse++;
1531         kmalloc_caches->node[node] = n;
1532         init_object(kmalloc_caches, n, 1);
1533         init_kmem_cache_node(n);
1534         atomic_long_inc(&n->nr_slabs);
1535         add_partial(n, page);
1536         return n;
1537 }
1538
1539 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1540 {
1541         int node;
1542
1543         for_each_online_node(node) {
1544                 struct kmem_cache_node *n = s->node[node];
1545                 if (n && n != &s->local_node)
1546                         kmem_cache_free(kmalloc_caches, n);
1547                 s->node[node] = NULL;
1548         }
1549 }
1550
1551 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1552 {
1553         int node;
1554         int local_node;
1555
1556         if (slab_state >= UP)
1557                 local_node = page_to_nid(virt_to_page(s));
1558         else
1559                 local_node = 0;
1560
1561         for_each_online_node(node) {
1562                 struct kmem_cache_node *n;
1563
1564                 if (local_node == node)
1565                         n = &s->local_node;
1566                 else {
1567                         if (slab_state == DOWN) {
1568                                 n = early_kmem_cache_node_alloc(gfpflags,
1569                                                                 node);
1570                                 continue;
1571                         }
1572                         n = kmem_cache_alloc_node(kmalloc_caches,
1573                                                         gfpflags, node);
1574
1575                         if (!n) {
1576                                 free_kmem_cache_nodes(s);
1577                                 return 0;
1578                         }
1579
1580                 }
1581                 s->node[node] = n;
1582                 init_kmem_cache_node(n);
1583         }
1584         return 1;
1585 }
1586 #else
1587 static void free_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s)
1588 {
1589 }
1590
1591 static int init_kmem_cache_nodes(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags)
1592 {
1593         init_kmem_cache_node(&s->local_node);
1594         return 1;
1595 }
1596 #endif
1597
1598 /*
1599  * calculate_sizes() determines the order and the distribution of data within
1600  * a slab object.
1601  */
1602 static int calculate_sizes(struct kmem_cache *s)
1603 {
1604         unsigned long flags = s->flags;
1605         unsigned long size = s->objsize;
1606         unsigned long align = s->align;
1607
1608         /*
1609          * Determine if we can poison the object itself. If the user of
1610          * the slab may touch the object after free or before allocation
1611          * then we should never poison the object itself.
1612          */
1613         if ((flags & SLAB_POISON) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU) &&
1614                         !s->ctor && !s->dtor)
1615                 s->flags |= __OBJECT_POISON;
1616         else
1617                 s->flags &= ~__OBJECT_POISON;
1618
1619         /*
1620          * Round up object size to the next word boundary. We can only
1621          * place the free pointer at word boundaries and this determines
1622          * the possible location of the free pointer.
1623          */
1624         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
1625
1626         /*
1627          * If we are redzoning then check if there is some space between the
1628          * end of the object and the free pointer. If not then add an
1629          * additional word, so that we can establish a redzone between
1630          * the object and the freepointer to be able to check for overwrites.
1631          */
1632         if ((flags & SLAB_RED_ZONE) && size == s->objsize)
1633                 size += sizeof(void *);
1634
1635         /*
1636          * With that we have determined how much of the slab is in actual
1637          * use by the object. This is the potential offset to the free
1638          * pointer.
1639          */
1640         s->inuse = size;
1641
1642         if (((flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_POISON)) ||
1643                 s->ctor || s->dtor)) {
1644                 /*
1645                  * Relocate free pointer after the object if it is not
1646                  * permitted to overwrite the first word of the object on
1647                  * kmem_cache_free.
1648                  *
1649                  * This is the case if we do RCU, have a constructor or
1650                  * destructor or are poisoning the objects.
1651                  */
1652                 s->offset = size;
1653                 size += sizeof(void *);
1654         }
1655
1656         if (flags & SLAB_STORE_USER)
1657                 /*
1658                  * Need to store information about allocs and frees after
1659                  * the object.
1660                  */
1661                 size += 2 * sizeof(struct track);
1662
1663         if (flags & SLAB_RED_ZONE)
1664                 /*
1665                  * Add some empty padding so that we can catch
1666                  * overwrites from earlier objects rather than let
1667                  * tracking information or the free pointer be
1668                  * corrupted if an user writes before the start
1669                  * of the object.
1670                  */
1671                 size += sizeof(void *);
1672         /*
1673          * Determine the alignment based on various parameters that the
1674          * user specified and the dynamic determination of cache line size
1675          * on bootup.
1676          */
1677         align = calculate_alignment(flags, align, s->objsize);
1678
1679         /*
1680          * SLUB stores one object immediately after another beginning from
1681          * offset 0. In order to align the objects we have to simply size
1682          * each object to conform to the alignment.
1683          */
1684         size = ALIGN(size, align);
1685         s->size = size;
1686
1687         s->order = calculate_order(size);
1688         if (s->order < 0)
1689                 return 0;
1690
1691         /*
1692          * Determine the number of objects per slab
1693          */
1694         s->objects = (PAGE_SIZE << s->order) / size;
1695
1696         /*
1697          * Verify that the number of objects is within permitted limits.
1698          * The page->inuse field is only 16 bit wide! So we cannot have
1699          * more than 64k objects per slab.
1700          */
1701         if (!s->objects || s->objects > 65535)
1702                 return 0;
1703         return 1;
1704
1705 }
1706
1707 static int __init finish_bootstrap(void)
1708 {
1709         struct list_head *h;
1710         int err;
1711
1712         slab_state = SYSFS;
1713
1714         list_for_each(h, &slab_caches) {
1715                 struct kmem_cache *s =
1716                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
1717
1718                 err = sysfs_slab_add(s);
1719                 BUG_ON(err);
1720         }
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 static int kmem_cache_open(struct kmem_cache *s, gfp_t gfpflags,
1725                 const char *name, size_t size,
1726                 size_t align, unsigned long flags,
1727                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
1728                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
1729 {
1730         memset(s, 0, kmem_size);
1731         s->name = name;
1732         s->ctor = ctor;
1733         s->dtor = dtor;
1734         s->objsize = size;
1735         s->flags = flags;
1736         s->align = align;
1737
1738         /*
1739          * The page->offset field is only 16 bit wide. This is an offset
1740          * in units of words from the beginning of an object. If the slab
1741          * size is bigger then we cannot move the free pointer behind the
1742          * object anymore.
1743          *
1744          * On 32 bit platforms the limit is 256k. On 64bit platforms
1745          * the limit is 512k.
1746          *
1747          * Debugging or ctor/dtors may create a need to move the free
1748          * pointer. Fail if this happens.
1749          */
1750         if (s->size >= 65535 * sizeof(void *)) {
1751                 BUG_ON(flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON |
1752                                 SLAB_STORE_USER | SLAB_DESTROY_BY_RCU));
1753                 BUG_ON(ctor || dtor);
1754         }
1755         else
1756                 /*
1757                  * Enable debugging if selected on the kernel commandline.
1758                  */
1759                 if (slub_debug && (!slub_debug_slabs ||
1760                     strncmp(slub_debug_slabs, name,
1761                         strlen(slub_debug_slabs)) == 0))
1762                                 s->flags |= slub_debug;
1763
1764         if (!calculate_sizes(s))
1765                 goto error;
1766
1767         s->refcount = 1;
1768 #ifdef CONFIG_NUMA
1769         s->defrag_ratio = 100;
1770 #endif
1771
1772         if (init_kmem_cache_nodes(s, gfpflags & ~SLUB_DMA))
1773                 return 1;
1774 error:
1775         if (flags & SLAB_PANIC)
1776                 panic("Cannot create slab %s size=%lu realsize=%u "
1777                         "order=%u offset=%u flags=%lx\n",
1778                         s->name, (unsigned long)size, s->size, s->order,
1779                         s->offset, flags);
1780         return 0;
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_open);
1783
1784 /*
1785  * Check if a given pointer is valid
1786  */
1787 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *s, const void *object)
1788 {
1789         struct page * page;
1790         void *addr;
1791
1792         page = get_object_page(object);
1793
1794         if (!page || s != page->slab)
1795                 /* No slab or wrong slab */
1796                 return 0;
1797
1798         if (!check_valid_pointer(s, page, object))
1799                 return 0;
1800
1801         /*
1802          * We could also check if the object is on the slabs freelist.
1803          * But this would be too expensive and it seems that the main
1804          * purpose of kmem_ptr_valid is to check if the object belongs
1805          * to a certain slab.
1806          */
1807         return 1;
1808 }
1809 EXPORT_SYMBOL(kmem_ptr_validate);
1810
1811 /*
1812  * Determine the size of a slab object
1813  */
1814 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *s)
1815 {
1816         return s->objsize;
1817 }
1818 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
1819
1820 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *s)
1821 {
1822         return s->name;
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_name);
1825
1826 /*
1827  * Attempt to free all slabs on a node
1828  */
1829 static int free_list(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n,
1830                         struct list_head *list)
1831 {
1832         int slabs_inuse = 0;
1833         unsigned long flags;
1834         struct page *page, *h;
1835
1836         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1837         list_for_each_entry_safe(page, h, list, lru)
1838                 if (!page->inuse) {
1839                         list_del(&page->lru);
1840                         discard_slab(s, page);
1841                 } else
1842                         slabs_inuse++;
1843         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1844         return slabs_inuse;
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Release all resources used by slab cache
1849  */
1850 static int kmem_cache_close(struct kmem_cache *s)
1851 {
1852         int node;
1853
1854         flush_all(s);
1855
1856         /* Attempt to free all objects */
1857         for_each_online_node(node) {
1858                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
1859
1860                 n->nr_partial -= free_list(s, n, &n->partial);
1861                 if (atomic_long_read(&n->nr_slabs))
1862                         return 1;
1863         }
1864         free_kmem_cache_nodes(s);
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Close a cache and release the kmem_cache structure
1870  * (must be used for caches created using kmem_cache_create)
1871  */
1872 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *s)
1873 {
1874         down_write(&slub_lock);
1875         s->refcount--;
1876         if (!s->refcount) {
1877                 list_del(&s->list);
1878                 if (kmem_cache_close(s))
1879                         WARN_ON(1);
1880                 sysfs_slab_remove(s);
1881                 kfree(s);
1882         }
1883         up_write(&slub_lock);
1884 }
1885 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1886
1887 /********************************************************************
1888  *              Kmalloc subsystem
1889  *******************************************************************/
1890
1891 struct kmem_cache kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1] __cacheline_aligned;
1892 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
1893
1894 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1895 static struct kmem_cache *kmalloc_caches_dma[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
1896 #endif
1897
1898 static int __init setup_slub_min_order(char *str)
1899 {
1900         get_option (&str, &slub_min_order);
1901
1902         return 1;
1903 }
1904
1905 __setup("slub_min_order=", setup_slub_min_order);
1906
1907 static int __init setup_slub_max_order(char *str)
1908 {
1909         get_option (&str, &slub_max_order);
1910
1911         return 1;
1912 }
1913
1914 __setup("slub_max_order=", setup_slub_max_order);
1915
1916 static int __init setup_slub_min_objects(char *str)
1917 {
1918         get_option (&str, &slub_min_objects);
1919
1920         return 1;
1921 }
1922
1923 __setup("slub_min_objects=", setup_slub_min_objects);
1924
1925 static int __init setup_slub_nomerge(char *str)
1926 {
1927         slub_nomerge = 1;
1928         return 1;
1929 }
1930
1931 __setup("slub_nomerge", setup_slub_nomerge);
1932
1933 static int __init setup_slub_debug(char *str)
1934 {
1935         if (!str || *str != '=')
1936                 slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1937         else {
1938                 str++;
1939                 if (*str == 0 || *str == ',')
1940                         slub_debug = DEBUG_DEFAULT_FLAGS;
1941                 else
1942                 for( ;*str && *str != ','; str++)
1943                         switch (*str) {
1944                         case 'f' : case 'F' :
1945                                 slub_debug |= SLAB_DEBUG_FREE;
1946                                 break;
1947                         case 'z' : case 'Z' :
1948                                 slub_debug |= SLAB_RED_ZONE;
1949                                 break;
1950                         case 'p' : case 'P' :
1951                                 slub_debug |= SLAB_POISON;
1952                                 break;
1953                         case 'u' : case 'U' :
1954                                 slub_debug |= SLAB_STORE_USER;
1955                                 break;
1956                         case 't' : case 'T' :
1957                                 slub_debug |= SLAB_TRACE;
1958                                 break;
1959                         default:
1960                                 printk(KERN_ERR "slub_debug option '%c' "
1961                                         "unknown. skipped\n",*str);
1962                         }
1963         }
1964
1965         if (*str == ',')
1966                 slub_debug_slabs = str + 1;
1967         return 1;
1968 }
1969
1970 __setup("slub_debug", setup_slub_debug);
1971
1972 static struct kmem_cache *create_kmalloc_cache(struct kmem_cache *s,
1973                 const char *name, int size, gfp_t gfp_flags)
1974 {
1975         unsigned int flags = 0;
1976
1977         if (gfp_flags & SLUB_DMA)
1978                 flags = SLAB_CACHE_DMA;
1979
1980         down_write(&slub_lock);
1981         if (!kmem_cache_open(s, gfp_flags, name, size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1982                         flags, NULL, NULL))
1983                 goto panic;
1984
1985         list_add(&s->list, &slab_caches);
1986         up_write(&slub_lock);
1987         if (sysfs_slab_add(s))
1988                 goto panic;
1989         return s;
1990
1991 panic:
1992         panic("Creation of kmalloc slab %s size=%d failed.\n", name, size);
1993 }
1994
1995 static struct kmem_cache *get_slab(size_t size, gfp_t flags)
1996 {
1997         int index = kmalloc_index(size);
1998
1999         if (!index)
2000                 return NULL;
2001
2002         /* Allocation too large? */
2003         BUG_ON(index < 0);
2004
2005 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
2006         if ((flags & SLUB_DMA)) {
2007                 struct kmem_cache *s;
2008                 struct kmem_cache *x;
2009                 char *text;
2010                 size_t realsize;
2011
2012                 s = kmalloc_caches_dma[index];
2013                 if (s)
2014                         return s;
2015
2016                 /* Dynamically create dma cache */
2017                 x = kmalloc(kmem_size, flags & ~SLUB_DMA);
2018                 if (!x)
2019                         panic("Unable to allocate memory for dma cache\n");
2020
2021                 if (index <= KMALLOC_SHIFT_HIGH)
2022                         realsize = 1 << index;
2023                 else {
2024                         if (index == 1)
2025                                 realsize = 96;
2026                         else
2027                                 realsize = 192;
2028                 }
2029
2030                 text = kasprintf(flags & ~SLUB_DMA, "kmalloc_dma-%d",
2031                                 (unsigned int)realsize);
2032                 s = create_kmalloc_cache(x, text, realsize, flags);
2033                 kmalloc_caches_dma[index] = s;
2034                 return s;
2035         }
2036 #endif
2037         return &kmalloc_caches[index];
2038 }
2039
2040 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2041 {
2042         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2043
2044         if (s)
2045                 return slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2046         return NULL;
2047 }
2048 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2049
2050 #ifdef CONFIG_NUMA
2051 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2052 {
2053         struct kmem_cache *s = get_slab(size, flags);
2054
2055         if (s)
2056                 return slab_alloc(s, flags, node, __builtin_return_address(0));
2057         return NULL;
2058 }
2059 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
2060 #endif
2061
2062 size_t ksize(const void *object)
2063 {
2064         struct page *page = get_object_page(object);
2065         struct kmem_cache *s;
2066
2067         BUG_ON(!page);
2068         s = page->slab;
2069         BUG_ON(!s);
2070
2071         /*
2072          * Debugging requires use of the padding between object
2073          * and whatever may come after it.
2074          */
2075         if (s->flags & (SLAB_RED_ZONE | SLAB_POISON))
2076                 return s->objsize;
2077
2078         /*
2079          * If we have the need to store the freelist pointer
2080          * back there or track user information then we can
2081          * only use the space before that information.
2082          */
2083         if (s->flags & (SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_STORE_USER))
2084                 return s->inuse;
2085
2086         /*
2087          * Else we can use all the padding etc for the allocation
2088          */
2089         return s->size;
2090 }
2091 EXPORT_SYMBOL(ksize);
2092
2093 void kfree(const void *x)
2094 {
2095         struct kmem_cache *s;
2096         struct page *page;
2097
2098         if (!x)
2099                 return;
2100
2101         page = virt_to_head_page(x);
2102         s = page->slab;
2103
2104         slab_free(s, page, (void *)x, __builtin_return_address(0));
2105 }
2106 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2107
2108 /*
2109  *  kmem_cache_shrink removes empty slabs from the partial lists
2110  *  and then sorts the partially allocated slabs by the number
2111  *  of items in use. The slabs with the most items in use
2112  *  come first. New allocations will remove these from the
2113  *  partial list because they are full. The slabs with the
2114  *  least items are placed last. If it happens that the objects
2115  *  are freed then the page can be returned to the page allocator.
2116  */
2117 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *s)
2118 {
2119         int node;
2120         int i;
2121         struct kmem_cache_node *n;
2122         struct page *page;
2123         struct page *t;
2124         struct list_head *slabs_by_inuse =
2125                 kmalloc(sizeof(struct list_head) * s->objects, GFP_KERNEL);
2126         unsigned long flags;
2127
2128         if (!slabs_by_inuse)
2129                 return -ENOMEM;
2130
2131         flush_all(s);
2132         for_each_online_node(node) {
2133                 n = get_node(s, node);
2134
2135                 if (!n->nr_partial)
2136                         continue;
2137
2138                 for (i = 0; i < s->objects; i++)
2139                         INIT_LIST_HEAD(slabs_by_inuse + i);
2140
2141                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2142
2143                 /*
2144                  * Build lists indexed by the items in use in
2145                  * each slab or free slabs if empty.
2146                  *
2147                  * Note that concurrent frees may occur while
2148                  * we hold the list_lock. page->inuse here is
2149                  * the upper limit.
2150                  */
2151                 list_for_each_entry_safe(page, t, &n->partial, lru) {
2152                         if (!page->inuse && slab_trylock(page)) {
2153                                 /*
2154                                  * Must hold slab lock here because slab_free
2155                                  * may have freed the last object and be
2156                                  * waiting to release the slab.
2157                                  */
2158                                 list_del(&page->lru);
2159                                 n->nr_partial--;
2160                                 slab_unlock(page);
2161                                 discard_slab(s, page);
2162                         } else {
2163                                 if (n->nr_partial > MAX_PARTIAL)
2164                                         list_move(&page->lru,
2165                                         slabs_by_inuse + page->inuse);
2166                         }
2167                 }
2168
2169                 if (n->nr_partial <= MAX_PARTIAL)
2170                         goto out;
2171
2172                 /*
2173                  * Rebuild the partial list with the slabs filled up
2174                  * most first and the least used slabs at the end.
2175                  */
2176                 for (i = s->objects - 1; i >= 0; i--)
2177                         list_splice(slabs_by_inuse + i, n->partial.prev);
2178
2179         out:
2180                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2181         }
2182
2183         kfree(slabs_by_inuse);
2184         return 0;
2185 }
2186 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2187
2188 /**
2189  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
2190  *
2191  * @p: object to reallocate memory for.
2192  * @new_size: how many bytes of memory are required.
2193  * @flags: the type of memory to allocate.
2194  *
2195  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
2196  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
2197  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
2198  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
2199  */
2200 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
2201 {
2202         void *ret;
2203         size_t ks;
2204
2205         if (unlikely(!p))
2206                 return kmalloc(new_size, flags);
2207
2208         if (unlikely(!new_size)) {
2209                 kfree(p);
2210                 return NULL;
2211         }
2212
2213         ks = ksize(p);
2214         if (ks >= new_size)
2215                 return (void *)p;
2216
2217         ret = kmalloc(new_size, flags);
2218         if (ret) {
2219                 memcpy(ret, p, min(new_size, ks));
2220                 kfree(p);
2221         }
2222         return ret;
2223 }
2224 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
2225
2226 /********************************************************************
2227  *                      Basic setup of slabs
2228  *******************************************************************/
2229
2230 void __init kmem_cache_init(void)
2231 {
2232         int i;
2233
2234 #ifdef CONFIG_NUMA
2235         /*
2236          * Must first have the slab cache available for the allocations of the
2237          * struct kmalloc_cache_node's. There is special bootstrap code in
2238          * kmem_cache_open for slab_state == DOWN.
2239          */
2240         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[0], "kmem_cache_node",
2241                 sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_KERNEL);
2242 #endif
2243
2244         /* Able to allocate the per node structures */
2245         slab_state = PARTIAL;
2246
2247         /* Caches that are not of the two-to-the-power-of size */
2248         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[1],
2249                                 "kmalloc-96", 96, GFP_KERNEL);
2250         create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[2],
2251                                 "kmalloc-192", 192, GFP_KERNEL);
2252
2253         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2254                 create_kmalloc_cache(&kmalloc_caches[i],
2255                         "kmalloc", 1 << i, GFP_KERNEL);
2256
2257         slab_state = UP;
2258
2259         /* Provide the correct kmalloc names now that the caches are up */
2260         for (i = KMALLOC_SHIFT_LOW; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++)
2261                 kmalloc_caches[i]. name =
2262                         kasprintf(GFP_KERNEL, "kmalloc-%d", 1 << i);
2263
2264 #ifdef CONFIG_SMP
2265         register_cpu_notifier(&slab_notifier);
2266 #endif
2267
2268         if (nr_cpu_ids) /* Remove when nr_cpu_ids is fixed upstream ! */
2269                 kmem_size = offsetof(struct kmem_cache, cpu_slab)
2270                          + nr_cpu_ids * sizeof(struct page *);
2271
2272         printk(KERN_INFO "SLUB: Genslabs=%d, HWalign=%d, Order=%d-%d, MinObjects=%d,"
2273                 " Processors=%d, Nodes=%d\n",
2274                 KMALLOC_SHIFT_HIGH, cache_line_size(),
2275                 slub_min_order, slub_max_order, slub_min_objects,
2276                 nr_cpu_ids, nr_node_ids);
2277 }
2278
2279 /*
2280  * Find a mergeable slab cache
2281  */
2282 static int slab_unmergeable(struct kmem_cache *s)
2283 {
2284         if (slub_nomerge || (s->flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2285                 return 1;
2286
2287         if (s->ctor || s->dtor)
2288                 return 1;
2289
2290         return 0;
2291 }
2292
2293 static struct kmem_cache *find_mergeable(size_t size,
2294                 size_t align, unsigned long flags,
2295                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2296                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2297 {
2298         struct list_head *h;
2299
2300         if (slub_nomerge || (flags & SLUB_NEVER_MERGE))
2301                 return NULL;
2302
2303         if (ctor || dtor)
2304                 return NULL;
2305
2306         size = ALIGN(size, sizeof(void *));
2307         align = calculate_alignment(flags, align, size);
2308         size = ALIGN(size, align);
2309
2310         list_for_each(h, &slab_caches) {
2311                 struct kmem_cache *s =
2312                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2313
2314                 if (slab_unmergeable(s))
2315                         continue;
2316
2317                 if (size > s->size)
2318                         continue;
2319
2320                 if (((flags | slub_debug) & SLUB_MERGE_SAME) !=
2321                         (s->flags & SLUB_MERGE_SAME))
2322                                 continue;
2323                 /*
2324                  * Check if alignment is compatible.
2325                  * Courtesy of Adrian Drzewiecki
2326                  */
2327                 if ((s->size & ~(align -1)) != s->size)
2328                         continue;
2329
2330                 if (s->size - size >= sizeof(void *))
2331                         continue;
2332
2333                 return s;
2334         }
2335         return NULL;
2336 }
2337
2338 struct kmem_cache *kmem_cache_create(const char *name, size_t size,
2339                 size_t align, unsigned long flags,
2340                 void (*ctor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long),
2341                 void (*dtor)(void *, struct kmem_cache *, unsigned long))
2342 {
2343         struct kmem_cache *s;
2344
2345         down_write(&slub_lock);
2346         s = find_mergeable(size, align, flags, dtor, ctor);
2347         if (s) {
2348                 s->refcount++;
2349                 /*
2350                  * Adjust the object sizes so that we clear
2351                  * the complete object on kzalloc.
2352                  */
2353                 s->objsize = max(s->objsize, (int)size);
2354                 s->inuse = max_t(int, s->inuse, ALIGN(size, sizeof(void *)));
2355                 if (sysfs_slab_alias(s, name))
2356                         goto err;
2357         } else {
2358                 s = kmalloc(kmem_size, GFP_KERNEL);
2359                 if (s && kmem_cache_open(s, GFP_KERNEL, name,
2360                                 size, align, flags, ctor, dtor)) {
2361                         if (sysfs_slab_add(s)) {
2362                                 kfree(s);
2363                                 goto err;
2364                         }
2365                         list_add(&s->list, &slab_caches);
2366                 } else
2367                         kfree(s);
2368         }
2369         up_write(&slub_lock);
2370         return s;
2371
2372 err:
2373         up_write(&slub_lock);
2374         if (flags & SLAB_PANIC)
2375                 panic("Cannot create slabcache %s\n", name);
2376         else
2377                 s = NULL;
2378         return s;
2379 }
2380 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2381
2382 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *s, gfp_t flags)
2383 {
2384         void *x;
2385
2386         x = slab_alloc(s, flags, -1, __builtin_return_address(0));
2387         if (x)
2388                 memset(x, 0, s->objsize);
2389         return x;
2390 }
2391 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
2392
2393 #ifdef CONFIG_SMP
2394 static void for_all_slabs(void (*func)(struct kmem_cache *, int), int cpu)
2395 {
2396         struct list_head *h;
2397
2398         down_read(&slub_lock);
2399         list_for_each(h, &slab_caches) {
2400                 struct kmem_cache *s =
2401                         container_of(h, struct kmem_cache, list);
2402
2403                 func(s, cpu);
2404         }
2405         up_read(&slub_lock);
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Use the cpu notifier to insure that the slab are flushed
2410  * when necessary.
2411  */
2412 static int __cpuinit slab_cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
2413                 unsigned long action, void *hcpu)
2414 {
2415         long cpu = (long)hcpu;
2416
2417         switch (action) {
2418         case CPU_UP_CANCELED:
2419         case CPU_DEAD:
2420                 for_all_slabs(__flush_cpu_slab, cpu);
2421                 break;
2422         default:
2423                 break;
2424         }
2425         return NOTIFY_OK;
2426 }
2427
2428 static struct notifier_block __cpuinitdata slab_notifier =
2429         { &slab_cpuup_callback, NULL, 0 };
2430
2431 #endif
2432
2433 #ifdef CONFIG_NUMA
2434
2435 /*****************************************************************
2436  * Generic reaper used to support the page allocator
2437  * (the cpu slabs are reaped by a per slab workqueue).
2438  *
2439  * Maybe move this to the page allocator?
2440  ****************************************************************/
2441
2442 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
2443
2444 static void init_reap_node(int cpu)
2445 {
2446         int node;
2447
2448         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
2449         if (node == MAX_NUMNODES)
2450                 node = first_node(node_online_map);
2451
2452         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2453 }
2454
2455 static void next_reap_node(void)
2456 {
2457         int node = __get_cpu_var(reap_node);
2458
2459         /*
2460          * Also drain per cpu pages on remote zones
2461          */
2462         if (node != numa_node_id())
2463                 drain_node_pages(node);
2464
2465         node = next_node(node, node_online_map);
2466         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
2467                 node = first_node(node_online_map);
2468         __get_cpu_var(reap_node) = node;
2469 }
2470 #else
2471 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
2472 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
2473 #endif
2474
2475 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
2476
2477 #ifdef CONFIG_SMP
2478 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
2479
2480 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
2481 {
2482         next_reap_node();
2483         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
2484         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
2485                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
2486 }
2487
2488 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
2489 {
2490         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
2491
2492         /*
2493          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
2494          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
2495          * at that time.
2496          */
2497         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
2498                 init_reap_node(cpu);
2499                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
2500                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
2501         }
2502 }
2503
2504 static int __init cpucache_init(void)
2505 {
2506         int cpu;
2507
2508         /*
2509          * Register the timers that drain pcp pages and update vm statistics
2510          */
2511         for_each_online_cpu(cpu)
2512                 start_cpu_timer(cpu);
2513         return 0;
2514 }
2515 __initcall(cpucache_init);
2516 #endif
2517
2518 #ifdef SLUB_RESILIENCY_TEST
2519 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s);
2520
2521 static void resiliency_test(void)
2522 {
2523         u8 *p;
2524
2525         printk(KERN_ERR "SLUB resiliency testing\n");
2526         printk(KERN_ERR "-----------------------\n");
2527         printk(KERN_ERR "A. Corruption after allocation\n");
2528
2529         p = kzalloc(16, GFP_KERNEL);
2530         p[16] = 0x12;
2531         printk(KERN_ERR "\n1. kmalloc-16: Clobber Redzone/next pointer"
2532                         " 0x12->0x%p\n\n", p + 16);
2533
2534         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 4);
2535
2536         /* Hmmm... The next two are dangerous */
2537         p = kzalloc(32, GFP_KERNEL);
2538         p[32 + sizeof(void *)] = 0x34;
2539         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-32: Clobber next pointer/next slab"
2540                         " 0x34 -> -0x%p\n", p);
2541         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2542
2543         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 5);
2544         p = kzalloc(64, GFP_KERNEL);
2545         p += 64 + (get_cycles() & 0xff) * sizeof(void *);
2546         *p = 0x56;
2547         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-64: corrupting random byte 0x56->0x%p\n",
2548                                                                         p);
2549         printk(KERN_ERR "If allocated object is overwritten then not detectable\n\n");
2550         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 6);
2551
2552         printk(KERN_ERR "\nB. Corruption after free\n");
2553         p = kzalloc(128, GFP_KERNEL);
2554         kfree(p);
2555         *p = 0x78;
2556         printk(KERN_ERR "1. kmalloc-128: Clobber first word 0x78->0x%p\n\n", p);
2557         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 7);
2558
2559         p = kzalloc(256, GFP_KERNEL);
2560         kfree(p);
2561         p[50] = 0x9a;
2562         printk(KERN_ERR "\n2. kmalloc-256: Clobber 50th byte 0x9a->0x%p\n\n", p);
2563         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 8);
2564
2565         p = kzalloc(512, GFP_KERNEL);
2566         kfree(p);
2567         p[512] = 0xab;
2568         printk(KERN_ERR "\n3. kmalloc-512: Clobber redzone 0xab->0x%p\n\n", p);
2569         validate_slab_cache(kmalloc_caches + 9);
2570 }
2571 #else
2572 static void resiliency_test(void) {};
2573 #endif
2574
2575 /*
2576  * These are not as efficient as kmalloc for the non debug case.
2577  * We do not have the page struct available so we have to touch one
2578  * cacheline in struct kmem_cache to check slab flags.
2579  */
2580 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags, void *caller)
2581 {
2582         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2583
2584         if (!s)
2585                 return NULL;
2586
2587         return slab_alloc(s, gfpflags, -1, caller);
2588 }
2589
2590 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t gfpflags,
2591                                         int node, void *caller)
2592 {
2593         struct kmem_cache *s = get_slab(size, gfpflags);
2594
2595         if (!s)
2596                 return NULL;
2597
2598         return slab_alloc(s, gfpflags, node, caller);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_SYSFS
2602
2603 static int validate_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2604 {
2605         void *p;
2606         void *addr = page_address(page);
2607         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2608
2609         if (!check_slab(s, page) ||
2610                         !on_freelist(s, page, NULL))
2611                 return 0;
2612
2613         /* Now we know that a valid freelist exists */
2614         bitmap_zero(map, s->objects);
2615
2616         for(p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p)) {
2617                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2618                 if (!check_object(s, page, p, 0))
2619                         return 0;
2620         }
2621
2622         for(p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2623                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map))
2624                         if (!check_object(s, page, p, 1))
2625                                 return 0;
2626         return 1;
2627 }
2628
2629 static void validate_slab_slab(struct kmem_cache *s, struct page *page)
2630 {
2631         if (slab_trylock(page)) {
2632                 validate_slab(s, page);
2633                 slab_unlock(page);
2634         } else
2635                 printk(KERN_INFO "SLUB %s: Skipped busy slab 0x%p\n",
2636                         s->name, page);
2637
2638         if (s->flags & DEBUG_DEFAULT_FLAGS) {
2639                 if (!PageError(page))
2640                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError not set "
2641                                 "on slab 0x%p\n", s->name, page);
2642         } else {
2643                 if (PageError(page))
2644                         printk(KERN_ERR "SLUB %s: PageError set on "
2645                                 "slab 0x%p\n", s->name, page);
2646         }
2647 }
2648
2649 static int validate_slab_node(struct kmem_cache *s, struct kmem_cache_node *n)
2650 {
2651         unsigned long count = 0;
2652         struct page *page;
2653         unsigned long flags;
2654
2655         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2656
2657         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru) {
2658                 validate_slab_slab(s, page);
2659                 count++;
2660         }
2661         if (count != n->nr_partial)
2662                 printk(KERN_ERR "SLUB %s: %ld partial slabs counted but "
2663                         "counter=%ld\n", s->name, count, n->nr_partial);
2664
2665         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
2666                 goto out;
2667
2668         list_for_each_entry(page, &n->full, lru) {
2669                 validate_slab_slab(s, page);
2670                 count++;
2671         }
2672         if (count != atomic_long_read(&n->nr_slabs))
2673                 printk(KERN_ERR "SLUB: %s %ld slabs counted but "
2674                         "counter=%ld\n", s->name, count,
2675                         atomic_long_read(&n->nr_slabs));
2676
2677 out:
2678         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2679         return count;
2680 }
2681
2682 static unsigned long validate_slab_cache(struct kmem_cache *s)
2683 {
2684         int node;
2685         unsigned long count = 0;
2686
2687         flush_all(s);
2688         for_each_online_node(node) {
2689                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2690
2691                 count += validate_slab_node(s, n);
2692         }
2693         return count;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Generate lists of locations where slabcache objects are allocated
2698  * and freed.
2699  */
2700
2701 struct location {
2702         unsigned long count;
2703         void *addr;
2704 };
2705
2706 struct loc_track {
2707         unsigned long max;
2708         unsigned long count;
2709         struct location *loc;
2710 };
2711
2712 static void free_loc_track(struct loc_track *t)
2713 {
2714         if (t->max)
2715                 free_pages((unsigned long)t->loc,
2716                         get_order(sizeof(struct location) * t->max));
2717 }
2718
2719 static int alloc_loc_track(struct loc_track *t, unsigned long max)
2720 {
2721         struct location *l;
2722         int order;
2723
2724         if (!max)
2725                 max = PAGE_SIZE / sizeof(struct location);
2726
2727         order = get_order(sizeof(struct location) * max);
2728
2729         l = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL, order);
2730
2731         if (!l)
2732                 return 0;
2733
2734         if (t->count) {
2735                 memcpy(l, t->loc, sizeof(struct location) * t->count);
2736                 free_loc_track(t);
2737         }
2738         t->max = max;
2739         t->loc = l;
2740         return 1;
2741 }
2742
2743 static int add_location(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2744                                                 void *addr)
2745 {
2746         long start, end, pos;
2747         struct location *l;
2748         void *caddr;
2749
2750         start = -1;
2751         end = t->count;
2752
2753         for ( ; ; ) {
2754                 pos = start + (end - start + 1) / 2;
2755
2756                 /*
2757                  * There is nothing at "end". If we end up there
2758                  * we need to add something to before end.
2759                  */
2760                 if (pos == end)
2761                         break;
2762
2763                 caddr = t->loc[pos].addr;
2764                 if (addr == caddr) {
2765                         t->loc[pos].count++;
2766                         return 1;
2767                 }
2768
2769                 if (addr < caddr)
2770                         end = pos;
2771                 else
2772                         start = pos;
2773         }
2774
2775         /*
2776          * Not found. Insert new tracking element
2777          */
2778         if (t->count >= t->max && !alloc_loc_track(t, 2 * t->max))
2779                 return 0;
2780
2781         l = t->loc + pos;
2782         if (pos < t->count)
2783                 memmove(l + 1, l,
2784                         (t->count - pos) * sizeof(struct location));
2785         t->count++;
2786         l->count = 1;
2787         l->addr = addr;
2788         return 1;
2789 }
2790
2791 static void process_slab(struct loc_track *t, struct kmem_cache *s,
2792                 struct page *page, enum track_item alloc)
2793 {
2794         void *addr = page_address(page);
2795         unsigned long map[BITS_TO_LONGS(s->objects)];
2796         void *p;
2797
2798         bitmap_zero(map, s->objects);
2799         for (p = page->freelist; p; p = get_freepointer(s, p))
2800                 set_bit((p - addr) / s->size, map);
2801
2802         for (p = addr; p < addr + s->objects * s->size; p += s->size)
2803                 if (!test_bit((p - addr) / s->size, map)) {
2804                         void *addr = get_track(s, p, alloc)->addr;
2805
2806                         add_location(t, s, addr);
2807                 }
2808 }
2809
2810 static int list_locations(struct kmem_cache *s, char *buf,
2811                                         enum track_item alloc)
2812 {
2813         int n = 0;
2814         unsigned long i;
2815         struct loc_track t;
2816         int node;
2817
2818         t.count = 0;
2819         t.max = 0;
2820
2821         /* Push back cpu slabs */
2822         flush_all(s);
2823
2824         for_each_online_node(node) {
2825                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2826                 unsigned long flags;
2827                 struct page *page;
2828
2829                 if (!atomic_read(&n->nr_slabs))
2830                         continue;
2831
2832                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2833                 list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2834                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2835                 list_for_each_entry(page, &n->full, lru)
2836                         process_slab(&t, s, page, alloc);
2837                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2838         }
2839
2840         for (i = 0; i < t.count; i++) {
2841                 void *addr = t.loc[i].addr;
2842
2843                 if (n > PAGE_SIZE - 100)
2844                         break;
2845                 n += sprintf(buf + n, "%7ld ", t.loc[i].count);
2846                 if (addr)
2847                         n += sprint_symbol(buf + n, (unsigned long)t.loc[i].addr);
2848                 else
2849                         n += sprintf(buf + n, "<not-available>");
2850                 n += sprintf(buf + n, "\n");
2851         }
2852
2853         free_loc_track(&t);
2854         if (!t.count)
2855                 n += sprintf(buf, "No data\n");
2856         return n;
2857 }
2858
2859 static unsigned long count_partial(struct kmem_cache_node *n)
2860 {
2861         unsigned long flags;
2862         unsigned long x = 0;
2863         struct page *page;
2864
2865         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
2866         list_for_each_entry(page, &n->partial, lru)
2867                 x += page->inuse;
2868         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
2869         return x;
2870 }
2871
2872 enum slab_stat_type {
2873         SL_FULL,
2874         SL_PARTIAL,
2875         SL_CPU,
2876         SL_OBJECTS
2877 };
2878
2879 #define SO_FULL         (1 << SL_FULL)
2880 #define SO_PARTIAL      (1 << SL_PARTIAL)
2881 #define SO_CPU          (1 << SL_CPU)
2882 #define SO_OBJECTS      (1 << SL_OBJECTS)
2883
2884 static unsigned long slab_objects(struct kmem_cache *s,
2885                         char *buf, unsigned long flags)
2886 {
2887         unsigned long total = 0;
2888         int cpu;
2889         int node;
2890         int x;
2891         unsigned long *nodes;
2892         unsigned long *per_cpu;
2893
2894         nodes = kzalloc(2 * sizeof(unsigned long) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
2895         per_cpu = nodes + nr_node_ids;
2896
2897         for_each_possible_cpu(cpu) {
2898                 struct page *page = s->cpu_slab[cpu];
2899                 int node;
2900
2901                 if (page) {
2902                         node = page_to_nid(page);
2903                         if (flags & SO_CPU) {
2904                                 int x = 0;
2905
2906                                 if (flags & SO_OBJECTS)
2907                                         x = page->inuse;
2908                                 else
2909                                         x = 1;
2910                                 total += x;
2911                                 nodes[node] += x;
2912                         }
2913                         per_cpu[node]++;
2914                 }
2915         }
2916
2917         for_each_online_node(node) {
2918                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2919
2920                 if (flags & SO_PARTIAL) {
2921                         if (flags & SO_OBJECTS)
2922                                 x = count_partial(n);
2923                         else
2924                                 x = n->nr_partial;
2925                         total += x;
2926                         nodes[node] += x;
2927                 }
2928
2929                 if (flags & SO_FULL) {
2930                         int full_slabs = atomic_read(&n->nr_slabs)
2931                                         - per_cpu[node]
2932                                         - n->nr_partial;
2933
2934                         if (flags & SO_OBJECTS)
2935                                 x = full_slabs * s->objects;
2936                         else
2937                                 x = full_slabs;
2938                         total += x;
2939                         nodes[node] += x;
2940                 }
2941         }
2942
2943         x = sprintf(buf, "%lu", total);
2944 #ifdef CONFIG_NUMA
2945         for_each_online_node(node)
2946                 if (nodes[node])
2947                         x += sprintf(buf + x, " N%d=%lu",
2948                                         node, nodes[node]);
2949 #endif
2950         kfree(nodes);
2951         return x + sprintf(buf + x, "\n");
2952 }
2953
2954 static int any_slab_objects(struct kmem_cache *s)
2955 {
2956         int node;
2957         int cpu;
2958
2959         for_each_possible_cpu(cpu)
2960                 if (s->cpu_slab[cpu])
2961                         return 1;
2962
2963         for_each_node(node) {
2964                 struct kmem_cache_node *n = get_node(s, node);
2965
2966                 if (n->nr_partial || atomic_read(&n->nr_slabs))
2967                         return 1;
2968         }
2969         return 0;
2970 }
2971
2972 #define to_slab_attr(n) container_of(n, struct slab_attribute, attr)
2973 #define to_slab(n) container_of(n, struct kmem_cache, kobj);
2974
2975 struct slab_attribute {
2976         struct attribute attr;
2977         ssize_t (*show)(struct kmem_cache *s, char *buf);
2978         ssize_t (*store)(struct kmem_cache *s, const char *x, size_t count);
2979 };
2980
2981 #define SLAB_ATTR_RO(_name) \
2982         static struct slab_attribute _name##_attr = __ATTR_RO(_name)
2983
2984 #define SLAB_ATTR(_name) \
2985         static struct slab_attribute _name##_attr =  \
2986         __ATTR(_name, 0644, _name##_show, _name##_store)
2987
2988 static ssize_t slab_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
2989 {
2990         return sprintf(buf, "%d\n", s->size);
2991 }
2992 SLAB_ATTR_RO(slab_size);
2993
2994 static ssize_t align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
2995 {
2996         return sprintf(buf, "%d\n", s->align);
2997 }
2998 SLAB_ATTR_RO(align);
2999
3000 static ssize_t object_size_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3001 {
3002         return sprintf(buf, "%d\n", s->objsize);
3003 }
3004 SLAB_ATTR_RO(object_size);
3005
3006 static ssize_t objs_per_slab_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3007 {
3008         return sprintf(buf, "%d\n", s->objects);
3009 }
3010 SLAB_ATTR_RO(objs_per_slab);
3011
3012 static ssize_t order_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3013 {
3014         return sprintf(buf, "%d\n", s->order);
3015 }
3016 SLAB_ATTR_RO(order);
3017
3018 static ssize_t ctor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3019 {
3020         if (s->ctor) {
3021                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->ctor);
3022
3023                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3024         }
3025         return 0;
3026 }
3027 SLAB_ATTR_RO(ctor);
3028
3029 static ssize_t dtor_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3030 {
3031         if (s->dtor) {
3032                 int n = sprint_symbol(buf, (unsigned long)s->dtor);
3033
3034                 return n + sprintf(buf + n, "\n");
3035         }
3036         return 0;
3037 }
3038 SLAB_ATTR_RO(dtor);
3039
3040 static ssize_t aliases_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3041 {
3042         return sprintf(buf, "%d\n", s->refcount - 1);
3043 }
3044 SLAB_ATTR_RO(aliases);
3045
3046 static ssize_t slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3047 {
3048         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU);
3049 }
3050 SLAB_ATTR_RO(slabs);
3051
3052 static ssize_t partial_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3053 {
3054         return slab_objects(s, buf, SO_PARTIAL);
3055 }
3056 SLAB_ATTR_RO(partial);
3057
3058 static ssize_t cpu_slabs_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3059 {
3060         return slab_objects(s, buf, SO_CPU);
3061 }
3062 SLAB_ATTR_RO(cpu_slabs);
3063
3064 static ssize_t objects_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3065 {
3066         return slab_objects(s, buf, SO_FULL|SO_PARTIAL|SO_CPU|SO_OBJECTS);
3067 }
3068 SLAB_ATTR_RO(objects);
3069
3070 static ssize_t sanity_checks_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3071 {
3072         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DEBUG_FREE));
3073 }
3074
3075 static ssize_t sanity_checks_store(struct kmem_cache *s,
3076                                 const char *buf, size_t length)
3077 {
3078         s->flags &= ~SLAB_DEBUG_FREE;
3079         if (buf[0] == '1')
3080                 s->flags |= SLAB_DEBUG_FREE;
3081         return length;
3082 }
3083 SLAB_ATTR(sanity_checks);
3084
3085 static ssize_t trace_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3086 {
3087         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_TRACE));
3088 }
3089
3090 static ssize_t trace_store(struct kmem_cache *s, const char *buf,
3091                                                         size_t length)
3092 {
3093         s->flags &= ~SLAB_TRACE;
3094         if (buf[0] == '1')
3095                 s->flags |= SLAB_TRACE;
3096         return length;
3097 }
3098 SLAB_ATTR(trace);
3099
3100 static ssize_t reclaim_account_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3101 {
3102         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT));
3103 }
3104
3105 static ssize_t reclaim_account_store(struct kmem_cache *s,
3106                                 const char *buf, size_t length)
3107 {
3108         s->flags &= ~SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3109         if (buf[0] == '1')
3110                 s->flags |= SLAB_RECLAIM_ACCOUNT;
3111         return length;
3112 }
3113 SLAB_ATTR(reclaim_account);
3114
3115 static ssize_t hwcache_align_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3116 {
3117         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN));
3118 }
3119 SLAB_ATTR_RO(hwcache_align);
3120
3121 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3122 static ssize_t cache_dma_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3123 {
3124         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_CACHE_DMA));
3125 }
3126 SLAB_ATTR_RO(cache_dma);
3127 #endif
3128
3129 static ssize_t destroy_by_rcu_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3130 {
3131         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU));
3132 }
3133 SLAB_ATTR_RO(destroy_by_rcu);
3134
3135 static ssize_t red_zone_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3136 {
3137         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_RED_ZONE));
3138 }
3139
3140 static ssize_t red_zone_store(struct kmem_cache *s,
3141                                 const char *buf, size_t length)
3142 {
3143         if (any_slab_objects(s))
3144                 return -EBUSY;
3145
3146         s->flags &= ~SLAB_RED_ZONE;
3147         if (buf[0] == '1')
3148                 s->flags |= SLAB_RED_ZONE;
3149         calculate_sizes(s);
3150         return length;
3151 }
3152 SLAB_ATTR(red_zone);
3153
3154 static ssize_t poison_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3155 {
3156         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_POISON));
3157 }
3158
3159 static ssize_t poison_store(struct kmem_cache *s,
3160                                 const char *buf, size_t length)
3161 {
3162         if (any_slab_objects(s))
3163                 return -EBUSY;
3164
3165         s->flags &= ~SLAB_POISON;
3166         if (buf[0] == '1')
3167                 s->flags |= SLAB_POISON;
3168         calculate_sizes(s);
3169         return length;
3170 }
3171 SLAB_ATTR(poison);
3172
3173 static ssize_t store_user_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3174 {
3175         return sprintf(buf, "%d\n", !!(s->flags & SLAB_STORE_USER));
3176 }
3177
3178 static ssize_t store_user_store(struct kmem_cache *s,
3179                                 const char *buf, size_t length)
3180 {
3181         if (any_slab_objects(s))
3182                 return -EBUSY;
3183
3184         s->flags &= ~SLAB_STORE_USER;
3185         if (buf[0] == '1')
3186                 s->flags |= SLAB_STORE_USER;
3187         calculate_sizes(s);
3188         return length;
3189 }
3190 SLAB_ATTR(store_user);
3191
3192 static ssize_t validate_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3193 {
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 static ssize_t validate_store(struct kmem_cache *s,
3198                         const char *buf, size_t length)
3199 {
3200         if (buf[0] == '1')
3201                 validate_slab_cache(s);
3202         else
3203                 return -EINVAL;
3204         return length;
3205 }
3206 SLAB_ATTR(validate);
3207
3208 static ssize_t shrink_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3209 {
3210         return 0;
3211 }
3212
3213 static ssize_t shrink_store(struct kmem_cache *s,
3214                         const char *buf, size_t length)
3215 {
3216         if (buf[0] == '1') {
3217                 int rc = kmem_cache_shrink(s);
3218
3219                 if (rc)
3220                         return rc;
3221         } else
3222                 return -EINVAL;
3223         return length;
3224 }
3225 SLAB_ATTR(shrink);
3226
3227 static ssize_t alloc_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3228 {
3229         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3230                 return -ENOSYS;
3231         return list_locations(s, buf, TRACK_ALLOC);
3232 }
3233 SLAB_ATTR_RO(alloc_calls);
3234
3235 static ssize_t free_calls_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3236 {
3237         if (!(s->flags & SLAB_STORE_USER))
3238                 return -ENOSYS;
3239         return list_locations(s, buf, TRACK_FREE);
3240 }
3241 SLAB_ATTR_RO(free_calls);
3242
3243 #ifdef CONFIG_NUMA
3244 static ssize_t defrag_ratio_show(struct kmem_cache *s, char *buf)
3245 {
3246         return sprintf(buf, "%d\n", s->defrag_ratio / 10);
3247 }
3248
3249 static ssize_t defrag_ratio_store(struct kmem_cache *s,
3250                                 const char *buf, size_t length)
3251 {
3252         int n = simple_strtoul(buf, NULL, 10);
3253
3254         if (n < 100)
3255                 s->defrag_ratio = n * 10;
3256         return length;
3257 }
3258 SLAB_ATTR(defrag_ratio);
3259 #endif
3260
3261 static struct attribute * slab_attrs[] = {
3262         &slab_size_attr.attr,
3263         &object_size_attr.attr,
3264         &objs_per_slab_attr.attr,
3265         &order_attr.attr,
3266         &objects_attr.attr,
3267         &slabs_attr.attr,
3268         &partial_attr.attr,
3269         &cpu_slabs_attr.attr,
3270         &ctor_attr.attr,
3271         &dtor_attr.attr,
3272         &aliases_attr.attr,
3273         &align_attr.attr,
3274         &sanity_checks_attr.attr,
3275         &trace_attr.attr,
3276         &hwcache_align_attr.attr,
3277         &reclaim_account_attr.attr,
3278         &destroy_by_rcu_attr.attr,
3279         &red_zone_attr.attr,
3280         &poison_attr.attr,
3281         &store_user_attr.attr,
3282         &validate_attr.attr,
3283         &shrink_attr.attr,
3284         &alloc_calls_attr.attr,
3285         &free_calls_attr.attr,
3286 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
3287         &cache_dma_attr.attr,
3288 #endif
3289 #ifdef CONFIG_NUMA
3290         &defrag_ratio_attr.attr,
3291 #endif
3292         NULL
3293 };
3294
3295 static struct attribute_group slab_attr_group = {
3296         .attrs = slab_attrs,
3297 };
3298
3299 static ssize_t slab_attr_show(struct kobject *kobj,
3300                                 struct attribute *attr,
3301                                 char *buf)
3302 {
3303         struct slab_attribute *attribute;
3304         struct kmem_cache *s;
3305         int err;
3306
3307         attribute = to_slab_attr(attr);
3308         s = to_slab(kobj);
3309
3310         if (!attribute->show)
3311                 return -EIO;
3312
3313         err = attribute->show(s, buf);
3314
3315         return err;
3316 }
3317
3318 static ssize_t slab_attr_store(struct kobject *kobj,
3319                                 struct attribute *attr,
3320                                 const char *buf, size_t len)
3321 {
3322         struct slab_attribute *attribute;
3323         struct kmem_cache *s;
3324         int err;
3325
3326         attribute = to_slab_attr(attr);
3327         s = to_slab(kobj);
3328
3329         if (!attribute->store)
3330                 return -EIO;
3331
3332         err = attribute->store(s, buf, len);
3333
3334         return err;
3335 }
3336
3337 static struct sysfs_ops slab_sysfs_ops = {
3338         .show = slab_attr_show,
3339         .store = slab_attr_store,
3340 };
3341
3342 static struct kobj_type slab_ktype = {
3343         .sysfs_ops = &slab_sysfs_ops,
3344 };
3345
3346 static int uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
3347 {
3348         struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);
3349
3350         if (ktype == &slab_ktype)
3351                 return 1;
3352         return 0;
3353 }
3354
3355 static struct kset_uevent_ops slab_uevent_ops = {
3356         .filter = uevent_filter,
3357 };
3358
3359 decl_subsys(slab, &slab_ktype, &slab_uevent_ops);
3360
3361 #define ID_STR_LENGTH 64
3362
3363 /* Create a unique string id for a slab cache:
3364  * format
3365  * :[flags-]size:[memory address of kmemcache]
3366  */
3367 static char *create_unique_id(struct kmem_cache *s)
3368 {
3369         char *name = kmalloc(ID_STR_LENGTH, GFP_KERNEL);
3370         char *p = name;
3371
3372         BUG_ON(!name);
3373
3374         *p++ = ':';
3375         /*
3376          * First flags affecting slabcache operations. We will only
3377          * get here for aliasable slabs so we do not need to support
3378          * too many flags. The flags here must cover all flags that
3379          * are matched during merging to guarantee that the id is
3380          * unique.
3381          */
3382         if (s->flags & SLAB_CACHE_DMA)
3383                 *p++ = 'd';
3384         if (s->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
3385                 *p++ = 'a';
3386         if (s->flags & SLAB_DEBUG_FREE)
3387                 *p++ = 'F';
3388         if (p != name + 1)
3389                 *p++ = '-';
3390         p += sprintf(p, "%07d", s->size);
3391         BUG_ON(p > name + ID_STR_LENGTH - 1);
3392         return name;
3393 }
3394
3395 static int sysfs_slab_add(struct kmem_cache *s)
3396 {
3397         int err;
3398         const char *name;
3399         int unmergeable;
3400
3401         if (slab_state < SYSFS)
3402                 /* Defer until later */
3403                 return 0;
3404
3405         unmergeable = slab_unmergeable(s);
3406         if (unmergeable) {
3407                 /*
3408                  * Slabcache can never be merged so we can use the name proper.
3409                  * This is typically the case for debug situations. In that
3410                  * case we can catch duplicate names easily.
3411                  */
3412                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, s->name);
3413                 name = s->name;
3414         } else {
3415                 /*
3416                  * Create a unique name for the slab as a target
3417                  * for the symlinks.
3418                  */
3419                 name = create_unique_id(s);
3420         }
3421
3422         kobj_set_kset_s(s, slab_subsys);
3423         kobject_set_name(&s->kobj, name);
3424         kobject_init(&s->kobj);
3425         err = kobject_add(&s->kobj);
3426         if (err)
3427                 return err;
3428
3429         err = sysfs_create_group(&s->kobj, &slab_attr_group);
3430         if (err)
3431                 return err;
3432         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_ADD);
3433         if (!unmergeable) {
3434                 /* Setup first alias */
3435                 sysfs_slab_alias(s, s->name);
3436                 kfree(name);
3437         }
3438         return 0;
3439 }
3440
3441 static void sysfs_slab_remove(struct kmem_cache *s)
3442 {
3443         kobject_uevent(&s->kobj, KOBJ_REMOVE);
3444         kobject_del(&s->kobj);
3445 }
3446
3447 /*
3448  * Need to buffer aliases during bootup until sysfs becomes
3449  * available lest we loose that information.
3450  */
3451 struct saved_alias {
3452         struct kmem_cache *s;
3453         const char *name;
3454         struct saved_alias *next;
3455 };
3456
3457 struct saved_alias *alias_list;
3458
3459 static int sysfs_slab_alias(struct kmem_cache *s, const char *name)
3460 {
3461         struct saved_alias *al;
3462
3463         if (slab_state == SYSFS) {
3464                 /*
3465                  * If we have a leftover link then remove it.
3466                  */
3467                 sysfs_remove_link(&slab_subsys.kobj, name);
3468                 return sysfs_create_link(&slab_subsys.kobj,
3469                                                 &s->kobj, name);
3470         }
3471
3472         al = kmalloc(sizeof(struct saved_alias), GFP_KERNEL);
3473         if (!al)
3474                 return -ENOMEM;
3475
3476         al->s = s;
3477         al->name = name;
3478         al->next = alias_list;
3479         alias_list = al;
3480         return 0;
3481 }
3482
3483 static int __init slab_sysfs_init(void)
3484 {
3485         int err;
3486
3487         err = subsystem_register(&slab_subsys);
3488         if (err) {
3489                 printk(KERN_ERR "Cannot register slab subsystem.\n");
3490                 return -ENOSYS;
3491         }
3492
3493         finish_bootstrap();
3494
3495         while (alias_list) {
3496                 struct saved_alias *al = alias_list;
3497
3498                 alias_list = alias_list->next;
3499                 err = sysfs_slab_alias(al->s, al->name);
3500                 BUG_ON(err);
3501                 kfree(al);
3502         }
3503
3504         resiliency_test();
3505         return 0;
3506 }
3507
3508 __initcall(slab_sysfs_init);
3509 #else
3510 __initcall(finish_bootstrap);
3511 #endif