0c33820038cb95c809c57a29a62860a7749b00d8
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/rtmutex.h>
111
112 #include        <asm/uaccess.h>
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 /*
313  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
314  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
315  */
316 static __always_inline int index_of(const size_t size)
317 {
318         extern void __bad_size(void);
319
320         if (__builtin_constant_p(size)) {
321                 int i = 0;
322
323 #define CACHE(x) \
324         if (size <=x) \
325                 return i; \
326         else \
327                 i++;
328 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
329 #undef CACHE
330                 __bad_size();
331         } else
332                 __bad_size();
333         return 0;
334 }
335
336 static int slab_early_init = 1;
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
355         do {                                                            \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
361         do {                                                            \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
377         unsigned int batchcount;
378         unsigned int limit;
379         unsigned int shared;
380
381         unsigned int buffer_size;
382 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
383         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
384
385         unsigned int flags;             /* constant flags */
386         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
387
388 /* 4) cache_grow/shrink */
389         /* order of pgs per slab (2^n) */
390         unsigned int gfporder;
391
392         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
393         gfp_t gfpflags;
394
395         size_t colour;                  /* cache colouring range */
396         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
397         struct kmem_cache *slabp_cache;
398         unsigned int slab_size;
399         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
400
401         /* constructor func */
402         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
403
404         /* de-constructor func */
405         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
406
407 /* 5) cache creation/removal */
408         const char *name;
409         struct list_head next;
410
411 /* 6) statistics */
412 #if STATS
413         unsigned long num_active;
414         unsigned long num_allocations;
415         unsigned long high_mark;
416         unsigned long grown;
417         unsigned long reaped;
418         unsigned long errors;
419         unsigned long max_freeable;
420         unsigned long node_allocs;
421         unsigned long node_frees;
422         unsigned long node_overflow;
423         atomic_t allochit;
424         atomic_t allocmiss;
425         atomic_t freehit;
426         atomic_t freemiss;
427 #endif
428 #if DEBUG
429         /*
430          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
431          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
432          * object size including these internal fields, the following two
433          * variables contain the offset to the user object and its size.
434          */
435         int obj_offset;
436         int obj_size;
437 #endif
438 };
439
440 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
441 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
442
443 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
444 /*
445  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
446  * cpucache drain/refill cycles.
447  *
448  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
449  * which could lock up otherwise freeable slabs.
450  */
451 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
452 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
453
454 #if STATS
455 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
456 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
457 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
458 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
459 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
460 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
461         do {                                                            \
462                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
463                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
464         } while (0)
465 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
466 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
467 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
468 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
469 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
470         do {                                                            \
471                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
472                         (x)->max_freeable = i;                          \
473         } while (0)
474 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
475 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
476 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
477 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
478 #else
479 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
482 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
483 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
484 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
485 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
486 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
487 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
489 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
492 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
493 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
494 #endif
495
496 #if DEBUG
497
498 /*
499  * memory layout of objects:
500  * 0            : objp
501  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
502  *              the end of an object is aligned with the end of the real
503  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
504  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
505  *              redzone word.
506  * cachep->obj_offset: The real object.
507  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
508  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
509  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
510  */
511 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
512 {
513         return cachep->obj_offset;
514 }
515
516 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
517 {
518         return cachep->obj_size;
519 }
520
521 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
522 {
523         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
524         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
525 }
526
527 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
528 {
529         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
530         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
531                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
532                                          2 * BYTES_PER_WORD);
533         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
539         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
540 }
541
542 #else
543
544 #define obj_offset(x)                   0
545 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
546 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
547 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
548 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
549
550 #endif
551
552 /*
553  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
554  * order.
555  */
556 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
557 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
558 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
559 #elif defined(CONFIG_MMU)
560 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
561 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
562 #else
563 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
564 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
565 #endif
566
567 /*
568  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
569  */
570 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
571 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
572 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
573
574 /*
575  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
576  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
577  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
578  */
579 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
580 {
581         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
582 }
583
584 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
585 {
586         if (unlikely(PageCompound(page)))
587                 page = (struct page *)page_private(page);
588         BUG_ON(!PageSlab(page));
589         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
590 }
591
592 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
593 {
594         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
595 }
596
597 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
598 {
599         if (unlikely(PageCompound(page)))
600                 page = (struct page *)page_private(page);
601         BUG_ON(!PageSlab(page));
602         return (struct slab *)page->lru.prev;
603 }
604
605 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
606 {
607         struct page *page = virt_to_page(obj);
608         return page_get_cache(page);
609 }
610
611 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_slab(page);
615 }
616
617 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
618                                  unsigned int idx)
619 {
620         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
621 }
622
623 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
624                                         struct slab *slab, void *obj)
625 {
626         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
627 }
628
629 /*
630  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
631  */
632 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
633 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
634 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
635         CACHE(ULONG_MAX)
636 #undef CACHE
637 };
638 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
639
640 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
641 struct cache_names {
642         char *name;
643         char *name_dma;
644 };
645
646 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
647 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
648 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
649         {NULL,}
650 #undef CACHE
651 };
652
653 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
654     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
655 static struct arraycache_init initarray_generic =
656     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
657
658 /* internal cache of cache description objs */
659 static struct kmem_cache cache_cache = {
660         .batchcount = 1,
661         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
662         .shared = 1,
663         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
664         .name = "kmem_cache",
665 #if DEBUG
666         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
667 #endif
668 };
669
670 /* Guard access to the cache-chain. */
671 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
672 static struct list_head cache_chain;
673
674 /*
675  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
676  * are possibly freeable under pressure
677  *
678  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
679  */
680 atomic_t slab_reclaim_pages;
681
682 /*
683  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
684  * until the general caches are up.
685  */
686 static enum {
687         NONE,
688         PARTIAL_AC,
689         PARTIAL_L3,
690         FULL
691 } g_cpucache_up;
692
693 /*
694  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
695  */
696 int slab_is_available(void)
697 {
698         return g_cpucache_up == FULL;
699 }
700
701 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
702
703 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
704                         int node);
705 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
706 static void cache_reap(void *unused);
707 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
708
709 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
710 {
711         return cachep->array[smp_processor_id()];
712 }
713
714 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
715                                                         gfp_t gfpflags)
716 {
717         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
718
719 #if DEBUG
720         /* This happens if someone tries to call
721          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
722          * the generic caches are initialized.
723          */
724         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
725 #endif
726         while (size > csizep->cs_size)
727                 csizep++;
728
729         /*
730          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
731          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
732          * for large kmalloc calls required.
733          */
734         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
735                 return csizep->cs_dmacachep;
736         return csizep->cs_cachep;
737 }
738
739 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
740 {
741         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
742 }
743 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
744
745 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
746 {
747         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
748 }
749
750 /*
751  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
752  */
753 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
754                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
755                            unsigned int *num)
756 {
757         int nr_objs;
758         size_t mgmt_size;
759         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
760
761         /*
762          * The slab management structure can be either off the slab or
763          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
764          * slab is used for:
765          *
766          * - The struct slab
767          * - One kmem_bufctl_t for each object
768          * - Padding to respect alignment of @align
769          * - @buffer_size bytes for each object
770          *
771          * If the slab management structure is off the slab, then the
772          * alignment will already be calculated into the size. Because
773          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
774          * correct alignment when allocated.
775          */
776         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
777                 mgmt_size = 0;
778                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
779
780                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
781                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
782         } else {
783                 /*
784                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
785                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
786                  * least @align. In the worst case, this result will
787                  * be one greater than the number of objects that fit
788                  * into the memory allocation when taking the padding
789                  * into account.
790                  */
791                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
792                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
793
794                 /*
795                  * This calculated number will be either the right
796                  * amount, or one greater than what we want.
797                  */
798                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
799                        > slab_size)
800                         nr_objs--;
801
802                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
803                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
804
805                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
806         }
807         *num = nr_objs;
808         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
809 }
810
811 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
812
813 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
814                         char *msg)
815 {
816         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
817                function, cachep->name, msg);
818         dump_stack();
819 }
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA
822 /*
823  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
824  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
825  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
826  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
827  */
828 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
829
830 static void init_reap_node(int cpu)
831 {
832         int node;
833
834         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
835         if (node == MAX_NUMNODES)
836                 node = first_node(node_online_map);
837
838         __get_cpu_var(reap_node) = node;
839 }
840
841 static void next_reap_node(void)
842 {
843         int node = __get_cpu_var(reap_node);
844
845         /*
846          * Also drain per cpu pages on remote zones
847          */
848         if (node != numa_node_id())
849                 drain_node_pages(node);
850
851         node = next_node(node, node_online_map);
852         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
853                 node = first_node(node_online_map);
854         __get_cpu_var(reap_node) = node;
855 }
856
857 #else
858 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
859 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
860 #endif
861
862 /*
863  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
864  * via the workqueue/eventd.
865  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
866  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
867  * lock.
868  */
869 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
870 {
871         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
872
873         /*
874          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
875          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
876          * at that time.
877          */
878         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
879                 init_reap_node(cpu);
880                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
881                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
882         }
883 }
884
885 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
886                                             int batchcount)
887 {
888         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
889         struct array_cache *nc = NULL;
890
891         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
892         if (nc) {
893                 nc->avail = 0;
894                 nc->limit = entries;
895                 nc->batchcount = batchcount;
896                 nc->touched = 0;
897                 spin_lock_init(&nc->lock);
898         }
899         return nc;
900 }
901
902 /*
903  * Transfer objects in one arraycache to another.
904  * Locking must be handled by the caller.
905  *
906  * Return the number of entries transferred.
907  */
908 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
909                 struct array_cache *from, unsigned int max)
910 {
911         /* Figure out how many entries to transfer */
912         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
913
914         if (!nr)
915                 return 0;
916
917         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
918                         sizeof(void *) *nr);
919
920         from->avail -= nr;
921         to->avail += nr;
922         to->touched = 1;
923         return nr;
924 }
925
926 #ifdef CONFIG_NUMA
927 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
928 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
929
930 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
931 {
932         struct array_cache **ac_ptr;
933         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
934         int i;
935
936         if (limit > 1)
937                 limit = 12;
938         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
939         if (ac_ptr) {
940                 for_each_node(i) {
941                         if (i == node || !node_online(i)) {
942                                 ac_ptr[i] = NULL;
943                                 continue;
944                         }
945                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
946                         if (!ac_ptr[i]) {
947                                 for (i--; i <= 0; i--)
948                                         kfree(ac_ptr[i]);
949                                 kfree(ac_ptr);
950                                 return NULL;
951                         }
952                 }
953         }
954         return ac_ptr;
955 }
956
957 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
958 {
959         int i;
960
961         if (!ac_ptr)
962                 return;
963         for_each_node(i)
964             kfree(ac_ptr[i]);
965         kfree(ac_ptr);
966 }
967
968 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
969                                 struct array_cache *ac, int node)
970 {
971         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
972
973         if (ac->avail) {
974                 spin_lock(&rl3->list_lock);
975                 /*
976                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
977                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
978                  * into the free lists and getting them back later.
979                  */
980                 if (rl3->shared)
981                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
982
983                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
984                 ac->avail = 0;
985                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
986         }
987 }
988
989 /*
990  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
991  */
992 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
993 {
994         int node = __get_cpu_var(reap_node);
995
996         if (l3->alien) {
997                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
998
999                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1000                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1001                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1002                 }
1003         }
1004 }
1005
1006 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1007                                 struct array_cache **alien)
1008 {
1009         int i = 0;
1010         struct array_cache *ac;
1011         unsigned long flags;
1012
1013         for_each_online_node(i) {
1014                 ac = alien[i];
1015                 if (ac) {
1016                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1017                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1018                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1019                 }
1020         }
1021 }
1022
1023 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1024 {
1025         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1026         int nodeid = slabp->nodeid;
1027         struct kmem_list3 *l3;
1028         struct array_cache *alien = NULL;
1029
1030         /*
1031          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1032          * cache on this cpu.
1033          */
1034         if (likely(slabp->nodeid == numa_node_id()))
1035                 return 0;
1036
1037         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
1038         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1039         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1040                 alien = l3->alien[nodeid];
1041                 spin_lock(&alien->lock);
1042                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1043                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1044                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1045                 }
1046                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1047                 spin_unlock(&alien->lock);
1048         } else {
1049                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1050                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1051                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1052         }
1053         return 1;
1054 }
1055
1056 #else
1057
1058 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1059 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1060
1061 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1062 {
1063         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
1064 }
1065
1066 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1067 {
1068 }
1069
1070 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1071 {
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 #endif
1076
1077 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1078                                     unsigned long action, void *hcpu)
1079 {
1080         long cpu = (long)hcpu;
1081         struct kmem_cache *cachep;
1082         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1083         int node = cpu_to_node(cpu);
1084         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1085
1086         switch (action) {
1087         case CPU_UP_PREPARE:
1088                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1089                 /*
1090                  * We need to do this right in the beginning since
1091                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1092                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1093                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1094                  */
1095
1096                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1097                         /*
1098                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1099                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1100                          * node has not already allocated this
1101                          */
1102                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1103                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1104                                 if (!l3)
1105                                         goto bad;
1106                                 kmem_list3_init(l3);
1107                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1108                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1109
1110                                 /*
1111                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1112                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1113                                  * protection here.
1114                                  */
1115                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1116                         }
1117
1118                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1119                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1120                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1121                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1122                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1123                 }
1124
1125                 /*
1126                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1127                  * array caches
1128                  */
1129                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1130                         struct array_cache *nc;
1131                         struct array_cache *shared;
1132                         struct array_cache **alien;
1133
1134                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1135                                                 cachep->batchcount);
1136                         if (!nc)
1137                                 goto bad;
1138                         shared = alloc_arraycache(node,
1139                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1140                                         0xbaadf00d);
1141                         if (!shared)
1142                                 goto bad;
1143
1144                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1145                         if (!alien)
1146                                 goto bad;
1147                         cachep->array[cpu] = nc;
1148                         l3 = cachep->nodelists[node];
1149                         BUG_ON(!l3);
1150
1151                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1152                         if (!l3->shared) {
1153                                 /*
1154                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1155                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1156                                  */
1157                                 l3->shared = shared;
1158                                 shared = NULL;
1159                         }
1160 #ifdef CONFIG_NUMA
1161                         if (!l3->alien) {
1162                                 l3->alien = alien;
1163                                 alien = NULL;
1164                         }
1165 #endif
1166                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1167                         kfree(shared);
1168                         free_alien_cache(alien);
1169                 }
1170                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1171                 break;
1172         case CPU_ONLINE:
1173                 start_cpu_timer(cpu);
1174                 break;
1175 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1176         case CPU_DEAD:
1177                 /*
1178                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1179                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1180                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1181                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1182                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1183                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1184                  */
1185                 /* fall thru */
1186         case CPU_UP_CANCELED:
1187                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1188                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1189                         struct array_cache *nc;
1190                         struct array_cache *shared;
1191                         struct array_cache **alien;
1192                         cpumask_t mask;
1193
1194                         mask = node_to_cpumask(node);
1195                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1196                         nc = cachep->array[cpu];
1197                         cachep->array[cpu] = NULL;
1198                         l3 = cachep->nodelists[node];
1199
1200                         if (!l3)
1201                                 goto free_array_cache;
1202
1203                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1204
1205                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1206                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1207                         if (nc)
1208                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1209
1210                         if (!cpus_empty(mask)) {
1211                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1212                                 goto free_array_cache;
1213                         }
1214
1215                         shared = l3->shared;
1216                         if (shared) {
1217                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1218                                            l3->shared->avail, node);
1219                                 l3->shared = NULL;
1220                         }
1221
1222                         alien = l3->alien;
1223                         l3->alien = NULL;
1224
1225                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1226
1227                         kfree(shared);
1228                         if (alien) {
1229                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1230                                 free_alien_cache(alien);
1231                         }
1232 free_array_cache:
1233                         kfree(nc);
1234                 }
1235                 /*
1236                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1237                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1238                  * shrink each nodelist to its limit.
1239                  */
1240                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1241                         l3 = cachep->nodelists[node];
1242                         if (!l3)
1243                                 continue;
1244                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1245                         /* free slabs belonging to this node */
1246                         __node_shrink(cachep, node);
1247                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1248                 }
1249                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1250                 break;
1251 #endif
1252         }
1253         return NOTIFY_OK;
1254 bad:
1255         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1256         return NOTIFY_BAD;
1257 }
1258
1259 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1260         &cpuup_callback, NULL, 0
1261 };
1262
1263 /*
1264  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1265  */
1266 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1267                         int nodeid)
1268 {
1269         struct kmem_list3 *ptr;
1270
1271         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1272         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1273         BUG_ON(!ptr);
1274
1275         local_irq_disable();
1276         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1277         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1278         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1279         local_irq_enable();
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1284  * before smp_init().
1285  */
1286 void __init kmem_cache_init(void)
1287 {
1288         size_t left_over;
1289         struct cache_sizes *sizes;
1290         struct cache_names *names;
1291         int i;
1292         int order;
1293
1294         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1295                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1296                 if (i < MAX_NUMNODES)
1297                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1298         }
1299
1300         /*
1301          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1302          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1303          */
1304         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1305                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1306
1307         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1308          * from caches that do not exist yet:
1309          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1310          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1311          *    cache_cache is statically allocated.
1312          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1313          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1314          *    array at the end of the bootstrap.
1315          * 2) Create the first kmalloc cache.
1316          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1317          *    An __init data area is used for the head array.
1318          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1319          *    head arrays.
1320          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1321          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1322          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1323          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1324          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1325          */
1326
1327         /* 1) create the cache_cache */
1328         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1329         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1330         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1331         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1332         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1333
1334         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1335                                         cache_line_size());
1336
1337         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1338                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1339                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1340                 if (cache_cache.num)
1341                         break;
1342         }
1343         BUG_ON(!cache_cache.num);
1344         cache_cache.gfporder = order;
1345         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1346         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1347                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1348
1349         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1350         sizes = malloc_sizes;
1351         names = cache_names;
1352
1353         /*
1354          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1355          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1356          * bug.
1357          */
1358
1359         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1360                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1361                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1362                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1363                                         NULL, NULL);
1364
1365         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1366                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1367                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1368                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1369                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1370                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1371                                 NULL, NULL);
1372         }
1373
1374         slab_early_init = 0;
1375
1376         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1377                 /*
1378                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1379                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1380                  * eliminates "false sharing".
1381                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1382                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1383                  */
1384                 if (!sizes->cs_cachep) {
1385                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1386                                         sizes->cs_size,
1387                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1388                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1389                                         NULL, NULL);
1390                 }
1391
1392                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1393                                         sizes->cs_size,
1394                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1395                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1396                                                 SLAB_PANIC,
1397                                         NULL, NULL);
1398                 sizes++;
1399                 names++;
1400         }
1401         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1402         {
1403                 void *ptr;
1404
1405                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1406
1407                 local_irq_disable();
1408                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1409                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1410                        sizeof(struct arraycache_init));
1411                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1412                 local_irq_enable();
1413
1414                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1415
1416                 local_irq_disable();
1417                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1418                        != &initarray_generic.cache);
1419                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1420                        sizeof(struct arraycache_init));
1421                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1422                     ptr;
1423                 local_irq_enable();
1424         }
1425         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1426         {
1427                 int node;
1428                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1429                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1430                           numa_node_id());
1431
1432                 for_each_online_node(node) {
1433                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1434                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1435
1436                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1437                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1438                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1439                                           node);
1440                         }
1441                 }
1442         }
1443
1444         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1445         {
1446                 struct kmem_cache *cachep;
1447                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1448                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1449                         enable_cpucache(cachep);
1450                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1451         }
1452
1453         /* Done! */
1454         g_cpucache_up = FULL;
1455
1456         /*
1457          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1458          * cpu_cache_get for all new cpus
1459          */
1460         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1461
1462         /*
1463          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1464          * of the kernel is not yet operational.
1465          */
1466 }
1467
1468 static int __init cpucache_init(void)
1469 {
1470         int cpu;
1471
1472         /*
1473          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1474          */
1475         for_each_online_cpu(cpu)
1476                 start_cpu_timer(cpu);
1477         return 0;
1478 }
1479 __initcall(cpucache_init);
1480
1481 /*
1482  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1483  *
1484  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1485  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1486  * would be relatively rare and ignorable.
1487  */
1488 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1489 {
1490         struct page *page;
1491         int nr_pages;
1492         int i;
1493
1494 #ifndef CONFIG_MMU
1495         /*
1496          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1497          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1498          */
1499         flags |= __GFP_COMP;
1500 #endif
1501         flags |= cachep->gfpflags;
1502
1503         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1504         if (!page)
1505                 return NULL;
1506
1507         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1508         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1509                 atomic_add(nr_pages, &slab_reclaim_pages);
1510         add_page_state(nr_slab, nr_pages);
1511         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1512                 __SetPageSlab(page + i);
1513         return page_address(page);
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Interface to system's page release.
1518  */
1519 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1520 {
1521         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1522         struct page *page = virt_to_page(addr);
1523         const unsigned long nr_freed = i;
1524
1525         while (i--) {
1526                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1527                 __ClearPageSlab(page);
1528                 page++;
1529         }
1530         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1531         if (current->reclaim_state)
1532                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1533         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1534         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1535                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1536 }
1537
1538 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1539 {
1540         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1541         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1542
1543         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1544         if (OFF_SLAB(cachep))
1545                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1546 }
1547
1548 #if DEBUG
1549
1550 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1551 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1552                             unsigned long caller)
1553 {
1554         int size = obj_size(cachep);
1555
1556         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1557
1558         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1559                 return;
1560
1561         *addr++ = 0x12345678;
1562         *addr++ = caller;
1563         *addr++ = smp_processor_id();
1564         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1565         {
1566                 unsigned long *sptr = &caller;
1567                 unsigned long svalue;
1568
1569                 while (!kstack_end(sptr)) {
1570                         svalue = *sptr++;
1571                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1572                                 *addr++ = svalue;
1573                                 size -= sizeof(unsigned long);
1574                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1575                                         break;
1576                         }
1577                 }
1578
1579         }
1580         *addr++ = 0x87654321;
1581 }
1582 #endif
1583
1584 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1585 {
1586         int size = obj_size(cachep);
1587         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1588
1589         memset(addr, val, size);
1590         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1591 }
1592
1593 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1594 {
1595         int i;
1596         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1597         for (i = 0; i < limit; i++)
1598                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1599         printk("\n");
1600 }
1601 #endif
1602
1603 #if DEBUG
1604
1605 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1606 {
1607         int i, size;
1608         char *realobj;
1609
1610         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1611                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1612                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1613                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1614         }
1615
1616         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1617                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1618                         *dbg_userword(cachep, objp));
1619                 print_symbol("(%s)",
1620                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1621                 printk("\n");
1622         }
1623         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1624         size = obj_size(cachep);
1625         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1626                 int limit;
1627                 limit = 16;
1628                 if (i + limit > size)
1629                         limit = size - i;
1630                 dump_line(realobj, i, limit);
1631         }
1632 }
1633
1634 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1635 {
1636         char *realobj;
1637         int size, i;
1638         int lines = 0;
1639
1640         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1641         size = obj_size(cachep);
1642
1643         for (i = 0; i < size; i++) {
1644                 char exp = POISON_FREE;
1645                 if (i == size - 1)
1646                         exp = POISON_END;
1647                 if (realobj[i] != exp) {
1648                         int limit;
1649                         /* Mismatch ! */
1650                         /* Print header */
1651                         if (lines == 0) {
1652                                 printk(KERN_ERR
1653                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1654                                         realobj, size);
1655                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1656                         }
1657                         /* Hexdump the affected line */
1658                         i = (i / 16) * 16;
1659                         limit = 16;
1660                         if (i + limit > size)
1661                                 limit = size - i;
1662                         dump_line(realobj, i, limit);
1663                         i += 16;
1664                         lines++;
1665                         /* Limit to 5 lines */
1666                         if (lines > 5)
1667                                 break;
1668                 }
1669         }
1670         if (lines != 0) {
1671                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1672                  * exist:
1673                  */
1674                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1675                 unsigned int objnr;
1676
1677                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1678                 if (objnr) {
1679                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1680                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1681                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1682                                realobj, size);
1683                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1684                 }
1685                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1686                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1687                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1688                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1689                                realobj, size);
1690                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1691                 }
1692         }
1693 }
1694 #endif
1695
1696 #if DEBUG
1697 /**
1698  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1699  * @cachep: cache pointer being destroyed
1700  * @slabp: slab pointer being destroyed
1701  *
1702  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1703  * destroyed.
1704  */
1705 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1706 {
1707         int i;
1708         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1709                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1710
1711                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1712 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1713                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1714                                         OFF_SLAB(cachep))
1715                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1716                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1717                         else
1718                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1719 #else
1720                         check_poison_obj(cachep, objp);
1721 #endif
1722                 }
1723                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1724                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1725                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1726                                            "was overwritten");
1727                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1728                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1729                                            "was overwritten");
1730                 }
1731                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1732                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1733         }
1734 }
1735 #else
1736 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1737 {
1738         if (cachep->dtor) {
1739                 int i;
1740                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1741                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1742                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1743                 }
1744         }
1745 }
1746 #endif
1747
1748 /**
1749  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1750  * @cachep: cache pointer being destroyed
1751  * @slabp: slab pointer being destroyed
1752  *
1753  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1754  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1755  * cache-lock is not held/needed.
1756  */
1757 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1758 {
1759         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1760
1761         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1762         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1763                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1764
1765                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1766                 slab_rcu->cachep = cachep;
1767                 slab_rcu->addr = addr;
1768                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1769         } else {
1770                 kmem_freepages(cachep, addr);
1771                 if (OFF_SLAB(cachep))
1772                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1773         }
1774 }
1775
1776 /*
1777  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1778  * size of kmem_list3.
1779  */
1780 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1781 {
1782         int node;
1783
1784         for_each_online_node(node) {
1785                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1786                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1787                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1788                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1789         }
1790 }
1791
1792 /**
1793  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1794  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1795  * @size: size of objects to be created in this cache.
1796  * @align: required alignment for the objects.
1797  * @flags: slab allocation flags
1798  *
1799  * Also calculates the number of objects per slab.
1800  *
1801  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1802  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1803  * towards high-order requests, this should be changed.
1804  */
1805 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1806                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1807 {
1808         unsigned long offslab_limit;
1809         size_t left_over = 0;
1810         int gfporder;
1811
1812         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1813                 unsigned int num;
1814                 size_t remainder;
1815
1816                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1817                 if (!num)
1818                         continue;
1819
1820                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1821                         /*
1822                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1823                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1824                          * looping condition in cache_grow().
1825                          */
1826                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1827                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1828
1829                         if (num > offslab_limit)
1830                                 break;
1831                 }
1832
1833                 /* Found something acceptable - save it away */
1834                 cachep->num = num;
1835                 cachep->gfporder = gfporder;
1836                 left_over = remainder;
1837
1838                 /*
1839                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1840                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1841                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1842                  */
1843                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1844                         break;
1845
1846                 /*
1847                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1848                  * currently bad for the gfp()s.
1849                  */
1850                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1851                         break;
1852
1853                 /*
1854                  * Acceptable internal fragmentation?
1855                  */
1856                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1857                         break;
1858         }
1859         return left_over;
1860 }
1861
1862 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1863 {
1864         if (g_cpucache_up == FULL) {
1865                 enable_cpucache(cachep);
1866                 return;
1867         }
1868         if (g_cpucache_up == NONE) {
1869                 /*
1870                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1871                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1872                  * further caches will BUG().
1873                  */
1874                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1875
1876                 /*
1877                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1878                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1879                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1880                  */
1881                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1882                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1883                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1884                 else
1885                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1886         } else {
1887                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1888                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1889
1890                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1891                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1892                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1893                 } else {
1894                         int node;
1895                         for_each_online_node(node) {
1896                                 cachep->nodelists[node] =
1897                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1898                                                 GFP_KERNEL, node);
1899                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1900                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1901                         }
1902                 }
1903         }
1904         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1905                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1906                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1907
1908         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1909         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1910         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1911         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1912         cachep->batchcount = 1;
1913         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1914 }
1915
1916 /**
1917  * kmem_cache_create - Create a cache.
1918  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1919  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1920  * @align: The required alignment for the objects.
1921  * @flags: SLAB flags
1922  * @ctor: A constructor for the objects.
1923  * @dtor: A destructor for the objects.
1924  *
1925  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1926  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1927  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1928  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1929  *
1930  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1931  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1932  *
1933  * The flags are
1934  *
1935  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1936  * to catch references to uninitialised memory.
1937  *
1938  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1939  * for buffer overruns.
1940  *
1941  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1942  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1943  * as davem.
1944  */
1945 struct kmem_cache *
1946 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1947         unsigned long flags,
1948         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1949         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1950 {
1951         size_t left_over, slab_size, ralign;
1952         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
1953
1954         /*
1955          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1956          */
1957         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1958             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1959                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1960                                 name);
1961                 BUG();
1962         }
1963
1964         /*
1965          * Prevent CPUs from coming and going.
1966          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1967          */
1968         lock_cpu_hotplug();
1969
1970         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1971
1972         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
1973                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1974                 char tmp;
1975                 int res;
1976
1977                 /*
1978                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1979                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1980                  * area of the module.  Print a warning.
1981                  */
1982                 set_fs(KERNEL_DS);
1983                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1984                 set_fs(old_fs);
1985                 if (res) {
1986                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1987                                pc->buffer_size);
1988                         continue;
1989                 }
1990
1991                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1992                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1993                         dump_stack();
1994                         goto oops;
1995                 }
1996         }
1997
1998 #if DEBUG
1999         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2000         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2001                 /* No constructor, but inital state check requested */
2002                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2003                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2004                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2005         }
2006 #if FORCED_DEBUG
2007         /*
2008          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2009          * large objects, if the increased size would increase the object size
2010          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2011          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2012          */
2013         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2014                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2015         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2016                 flags |= SLAB_POISON;
2017 #endif
2018         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2019                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2020 #endif
2021         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2022                 BUG_ON(dtor);
2023
2024         /*
2025          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2026          * isn't available.
2027          */
2028         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2029
2030         /*
2031          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2032          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2033          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2034          */
2035         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2036                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2037                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2038         }
2039
2040         /* calculate the final buffer alignment: */
2041
2042         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2043         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2044                 /*
2045                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2046                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2047                  * one cacheline.
2048                  */
2049                 ralign = cache_line_size();
2050                 while (size <= ralign / 2)
2051                         ralign /= 2;
2052         } else {
2053                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2054         }
2055         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2056         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2057                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2058                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2059                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2060         }
2061         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2062         if (ralign < align) {
2063                 ralign = align;
2064                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2065                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2066         }
2067         /*
2068          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
2069          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
2070          */
2071         align = ralign;
2072
2073         /* Get cache's description obj. */
2074         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2075         if (!cachep)
2076                 goto oops;
2077
2078 #if DEBUG
2079         cachep->obj_size = size;
2080
2081         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2082                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2083                 align = BYTES_PER_WORD;
2084
2085                 /* add space for red zone words */
2086                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2087                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2088         }
2089         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2090                 /* user store requires word alignment and
2091                  * one word storage behind the end of the real
2092                  * object.
2093                  */
2094                 align = BYTES_PER_WORD;
2095                 size += BYTES_PER_WORD;
2096         }
2097 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2098         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2099             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2100                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2101                 size = PAGE_SIZE;
2102         }
2103 #endif
2104 #endif
2105
2106         /*
2107          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2108          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2109          * it too early on.)
2110          */
2111         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2112                 /*
2113                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2114                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2115                  */
2116                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2117
2118         size = ALIGN(size, align);
2119
2120         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2121
2122         if (!cachep->num) {
2123                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2124                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2125                 cachep = NULL;
2126                 goto oops;
2127         }
2128         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2129                           + sizeof(struct slab), align);
2130
2131         /*
2132          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2133          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2134          */
2135         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2136                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2137                 left_over -= slab_size;
2138         }
2139
2140         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2141                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2142                 slab_size =
2143                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2144         }
2145
2146         cachep->colour_off = cache_line_size();
2147         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2148         if (cachep->colour_off < align)
2149                 cachep->colour_off = align;
2150         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2151         cachep->slab_size = slab_size;
2152         cachep->flags = flags;
2153         cachep->gfpflags = 0;
2154         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2155                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2156         cachep->buffer_size = size;
2157
2158         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2159                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2160         cachep->ctor = ctor;
2161         cachep->dtor = dtor;
2162         cachep->name = name;
2163
2164
2165         setup_cpu_cache(cachep);
2166
2167         /* cache setup completed, link it into the list */
2168         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2169 oops:
2170         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2171                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2172                       name);
2173         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2174         unlock_cpu_hotplug();
2175         return cachep;
2176 }
2177 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2178
2179 #if DEBUG
2180 static void check_irq_off(void)
2181 {
2182         BUG_ON(!irqs_disabled());
2183 }
2184
2185 static void check_irq_on(void)
2186 {
2187         BUG_ON(irqs_disabled());
2188 }
2189
2190 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2191 {
2192 #ifdef CONFIG_SMP
2193         check_irq_off();
2194         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2195 #endif
2196 }
2197
2198 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2199 {
2200 #ifdef CONFIG_SMP
2201         check_irq_off();
2202         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2203 #endif
2204 }
2205
2206 #else
2207 #define check_irq_off() do { } while(0)
2208 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2209 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2210 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2211 #endif
2212
2213 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2214                         struct array_cache *ac,
2215                         int force, int node);
2216
2217 static void do_drain(void *arg)
2218 {
2219         struct kmem_cache *cachep = arg;
2220         struct array_cache *ac;
2221         int node = numa_node_id();
2222
2223         check_irq_off();
2224         ac = cpu_cache_get(cachep);
2225         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2226         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2227         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2228         ac->avail = 0;
2229 }
2230
2231 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2232 {
2233         struct kmem_list3 *l3;
2234         int node;
2235
2236         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2237         check_irq_on();
2238         for_each_online_node(node) {
2239                 l3 = cachep->nodelists[node];
2240                 if (l3 && l3->alien)
2241                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2242         }
2243
2244         for_each_online_node(node) {
2245                 l3 = cachep->nodelists[node];
2246                 if (l3)
2247                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2248         }
2249 }
2250
2251 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2252 {
2253         struct slab *slabp;
2254         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2255         int ret;
2256
2257         for (;;) {
2258                 struct list_head *p;
2259
2260                 p = l3->slabs_free.prev;
2261                 if (p == &l3->slabs_free)
2262                         break;
2263
2264                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2265 #if DEBUG
2266                 BUG_ON(slabp->inuse);
2267 #endif
2268                 list_del(&slabp->list);
2269
2270                 l3->free_objects -= cachep->num;
2271                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2272                 slab_destroy(cachep, slabp);
2273                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2274         }
2275         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2276         return ret;
2277 }
2278
2279 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2280 {
2281         int ret = 0, i = 0;
2282         struct kmem_list3 *l3;
2283
2284         drain_cpu_caches(cachep);
2285
2286         check_irq_on();
2287         for_each_online_node(i) {
2288                 l3 = cachep->nodelists[i];
2289                 if (l3) {
2290                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2291                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2292                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2293                 }
2294         }
2295         return (ret ? 1 : 0);
2296 }
2297
2298 /**
2299  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2300  * @cachep: The cache to shrink.
2301  *
2302  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2303  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2304  */
2305 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2306 {
2307         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2308
2309         return __cache_shrink(cachep);
2310 }
2311 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2312
2313 /**
2314  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2315  * @cachep: the cache to destroy
2316  *
2317  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2318  * Returns 0 on success.
2319  *
2320  * It is expected this function will be called by a module when it is
2321  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2322  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2323  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2324  *
2325  * The cache must be empty before calling this function.
2326  *
2327  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2328  * during the kmem_cache_destroy().
2329  */
2330 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2331 {
2332         int i;
2333         struct kmem_list3 *l3;
2334
2335         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2336
2337         /* Don't let CPUs to come and go */
2338         lock_cpu_hotplug();
2339
2340         /* Find the cache in the chain of caches. */
2341         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2342         /*
2343          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2344          */
2345         list_del(&cachep->next);
2346         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2347
2348         if (__cache_shrink(cachep)) {
2349                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2350                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2351                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2352                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2353                 unlock_cpu_hotplug();
2354                 return 1;
2355         }
2356
2357         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2358                 synchronize_rcu();
2359
2360         for_each_online_cpu(i)
2361             kfree(cachep->array[i]);
2362
2363         /* NUMA: free the list3 structures */
2364         for_each_online_node(i) {
2365                 l3 = cachep->nodelists[i];
2366                 if (l3) {
2367                         kfree(l3->shared);
2368                         free_alien_cache(l3->alien);
2369                         kfree(l3);
2370                 }
2371         }
2372         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2373         unlock_cpu_hotplug();
2374         return 0;
2375 }
2376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2377
2378 /* Get the memory for a slab management obj. */
2379 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2380                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2381                                    int nodeid)
2382 {
2383         struct slab *slabp;
2384
2385         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2386                 /* Slab management obj is off-slab. */
2387                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2388                                               local_flags, nodeid);
2389                 if (!slabp)
2390                         return NULL;
2391         } else {
2392                 slabp = objp + colour_off;
2393                 colour_off += cachep->slab_size;
2394         }
2395         slabp->inuse = 0;
2396         slabp->colouroff = colour_off;
2397         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2398         slabp->nodeid = nodeid;
2399         return slabp;
2400 }
2401
2402 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2403 {
2404         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2405 }
2406
2407 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2408                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2409 {
2410         int i;
2411
2412         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2413                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2414 #if DEBUG
2415                 /* need to poison the objs? */
2416                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2417                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2418                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2419                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2420
2421                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2422                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2423                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2424                 }
2425                 /*
2426                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2427                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2428                  * They must also be threaded.
2429                  */
2430                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2431                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2432                                      ctor_flags);
2433
2434                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2435                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2436                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2437                                            " end of an object");
2438                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2439                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2440                                            " start of an object");
2441                 }
2442                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2443                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2444                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2445                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2446 #else
2447                 if (cachep->ctor)
2448                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2449 #endif
2450                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2451         }
2452         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2453         slabp->free = 0;
2454 }
2455
2456 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2457 {
2458         if (flags & SLAB_DMA)
2459                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2460         else
2461                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2462 }
2463
2464 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2465                                 int nodeid)
2466 {
2467         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2468         kmem_bufctl_t next;
2469
2470         slabp->inuse++;
2471         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2472 #if DEBUG
2473         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2474         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2475 #endif
2476         slabp->free = next;
2477
2478         return objp;
2479 }
2480
2481 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2482                                 void *objp, int nodeid)
2483 {
2484         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2485
2486 #if DEBUG
2487         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2488         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2489
2490         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2491                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2492                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2493                 BUG();
2494         }
2495 #endif
2496         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2497         slabp->free = objnr;
2498         slabp->inuse--;
2499 }
2500
2501 /*
2502  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2503  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2504  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2505  */
2506 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2507                            void *addr)
2508 {
2509         int nr_pages;
2510         struct page *page;
2511
2512         page = virt_to_page(addr);
2513
2514         nr_pages = 1;
2515         if (likely(!PageCompound(page)))
2516                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2517
2518         do {
2519                 page_set_cache(page, cache);
2520                 page_set_slab(page, slab);
2521                 page++;
2522         } while (--nr_pages);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2527  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2528  */
2529 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2530 {
2531         struct slab *slabp;
2532         void *objp;
2533         size_t offset;
2534         gfp_t local_flags;
2535         unsigned long ctor_flags;
2536         struct kmem_list3 *l3;
2537
2538         /*
2539          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2540          * critical path in kmem_cache_alloc().
2541          */
2542         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2543         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2544                 return 0;
2545
2546         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2547         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2548         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2549                 /*
2550                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2551                  * this - it might need to know...
2552                  */
2553                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2554
2555         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2556         check_irq_off();
2557         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2558         spin_lock(&l3->list_lock);
2559
2560         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2561         offset = l3->colour_next;
2562         l3->colour_next++;
2563         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2564                 l3->colour_next = 0;
2565         spin_unlock(&l3->list_lock);
2566
2567         offset *= cachep->colour_off;
2568
2569         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2570                 local_irq_enable();
2571
2572         /*
2573          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2574          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2575          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2576          * will eventually be caught here (where it matters).
2577          */
2578         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2579
2580         /*
2581          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2582          * 'nodeid'.
2583          */
2584         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2585         if (!objp)
2586                 goto failed;
2587
2588         /* Get slab management. */
2589         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2590         if (!slabp)
2591                 goto opps1;
2592
2593         slabp->nodeid = nodeid;
2594         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2595
2596         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2597
2598         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2599                 local_irq_disable();
2600         check_irq_off();
2601         spin_lock(&l3->list_lock);
2602
2603         /* Make slab active. */
2604         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2605         STATS_INC_GROWN(cachep);
2606         l3->free_objects += cachep->num;
2607         spin_unlock(&l3->list_lock);
2608         return 1;
2609 opps1:
2610         kmem_freepages(cachep, objp);
2611 failed:
2612         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2613                 local_irq_disable();
2614         return 0;
2615 }
2616
2617 #if DEBUG
2618
2619 /*
2620  * Perform extra freeing checks:
2621  * - detect bad pointers.
2622  * - POISON/RED_ZONE checking
2623  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2624  */
2625 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2626 {
2627         struct page *page;
2628
2629         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2630                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2631                        (unsigned long)objp);
2632                 BUG();
2633         }
2634         page = virt_to_page(objp);
2635         if (!PageSlab(page)) {
2636                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2637                        (unsigned long)objp);
2638                 BUG();
2639         }
2640 }
2641
2642 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2643 {
2644         unsigned long redzone1, redzone2;
2645
2646         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2647         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2648
2649         /*
2650          * Redzone is ok.
2651          */
2652         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2653                 return;
2654
2655         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2656                 slab_error(cache, "double free detected");
2657         else
2658                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2659
2660         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2661                         obj, redzone1, redzone2);
2662 }
2663
2664 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2665                                    void *caller)
2666 {
2667         struct page *page;
2668         unsigned int objnr;
2669         struct slab *slabp;
2670
2671         objp -= obj_offset(cachep);
2672         kfree_debugcheck(objp);
2673         page = virt_to_page(objp);
2674
2675         slabp = page_get_slab(page);
2676
2677         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2678                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2679                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2680                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2681         }
2682         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2683                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2684
2685         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2686
2687         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2688         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2689
2690         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2691                 /*
2692                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2693                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2694                  * the cache-lock held.
2695                  */
2696                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2697                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2698         }
2699         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2700                 /* we want to cache poison the object,
2701                  * call the destruction callback
2702                  */
2703                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2704         }
2705 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2706         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2707 #endif
2708         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2709 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2710                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2711                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2712                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2713                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2714                 } else {
2715                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2716                 }
2717 #else
2718                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2719 #endif
2720         }
2721         return objp;
2722 }
2723
2724 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2725 {
2726         kmem_bufctl_t i;
2727         int entries = 0;
2728
2729         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2730         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2731                 entries++;
2732                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2733                         goto bad;
2734         }
2735         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2736 bad:
2737                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2738                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2739                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2740                 for (i = 0;
2741                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2742                      i++) {
2743                         if (i % 16 == 0)
2744                                 printk("\n%03x:", i);
2745                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2746                 }
2747                 printk("\n");
2748                 BUG();
2749         }
2750 }
2751 #else
2752 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2753 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2754 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2755 #endif
2756
2757 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2758 {
2759         int batchcount;
2760         struct kmem_list3 *l3;
2761         struct array_cache *ac;
2762
2763         check_irq_off();
2764         ac = cpu_cache_get(cachep);
2765 retry:
2766         batchcount = ac->batchcount;
2767         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2768                 /*
2769                  * If there was little recent activity on this cache, then
2770                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2771                  * refill bouncing.
2772                  */
2773                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2774         }
2775         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2776
2777         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2778         spin_lock(&l3->list_lock);
2779
2780         /* See if we can refill from the shared array */
2781         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2782                 goto alloc_done;
2783
2784         while (batchcount > 0) {
2785                 struct list_head *entry;
2786                 struct slab *slabp;
2787                 /* Get slab alloc is to come from. */
2788                 entry = l3->slabs_partial.next;
2789                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2790                         l3->free_touched = 1;
2791                         entry = l3->slabs_free.next;
2792                         if (entry == &l3->slabs_free)
2793                                 goto must_grow;
2794                 }
2795
2796                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2797                 check_slabp(cachep, slabp);
2798                 check_spinlock_acquired(cachep);
2799                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2800                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2801                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2802                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2803
2804                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2805                                                             numa_node_id());
2806                 }
2807                 check_slabp(cachep, slabp);
2808
2809                 /* move slabp to correct slabp list: */
2810                 list_del(&slabp->list);
2811                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2812                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2813                 else
2814                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2815         }
2816
2817 must_grow:
2818         l3->free_objects -= ac->avail;
2819 alloc_done:
2820         spin_unlock(&l3->list_lock);
2821
2822         if (unlikely(!ac->avail)) {
2823                 int x;
2824                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2825
2826                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2827                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2828                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2829                         return NULL;
2830
2831                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2832                         goto retry;
2833         }
2834         ac->touched = 1;
2835         return ac->entry[--ac->avail];
2836 }
2837
2838 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2839                                                 gfp_t flags)
2840 {
2841         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2842 #if DEBUG
2843         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2844 #endif
2845 }
2846
2847 #if DEBUG
2848 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2849                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2850 {
2851         if (!objp)
2852                 return objp;
2853         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2854 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2855                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2856                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2857                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2858                 else
2859                         check_poison_obj(cachep, objp);
2860 #else
2861                 check_poison_obj(cachep, objp);
2862 #endif
2863                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2864         }
2865         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2866                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2867
2868         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2869                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2870                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2871                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2872                                                 " object was overwritten");
2873                         printk(KERN_ERR
2874                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2875                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2876                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2877                 }
2878                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2879                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2880         }
2881 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2882         {
2883                 struct slab *slabp;
2884                 unsigned objnr;
2885
2886                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2887                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2888                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2889         }
2890 #endif
2891         objp += obj_offset(cachep);
2892         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2893                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2894
2895                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2896                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2897
2898                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2899         }
2900         return objp;
2901 }
2902 #else
2903 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2904 #endif
2905
2906 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2907 {
2908         void *objp;
2909         struct array_cache *ac;
2910
2911 #ifdef CONFIG_NUMA
2912         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2913                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2914                 if (objp != NULL)
2915                         return objp;
2916         }
2917 #endif
2918
2919         check_irq_off();
2920         ac = cpu_cache_get(cachep);
2921         if (likely(ac->avail)) {
2922                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2923                 ac->touched = 1;
2924                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2925         } else {
2926                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2927                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2928         }
2929         return objp;
2930 }
2931
2932 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2933                                                 gfp_t flags, void *caller)
2934 {
2935         unsigned long save_flags;
2936         void *objp;
2937
2938         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2939
2940         local_irq_save(save_flags);
2941         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2942         local_irq_restore(save_flags);
2943         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2944                                             caller);
2945         prefetchw(objp);
2946         return objp;
2947 }
2948
2949 #ifdef CONFIG_NUMA
2950 /*
2951  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2952  *
2953  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2954  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2955  */
2956 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2957 {
2958         int nid_alloc, nid_here;
2959
2960         if (in_interrupt())
2961                 return NULL;
2962         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2963         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2964                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2965         else if (current->mempolicy)
2966                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2967         if (nid_alloc != nid_here)
2968                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2969         return NULL;
2970 }
2971
2972 /*
2973  * A interface to enable slab creation on nodeid
2974  */
2975 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2976                                 int nodeid)
2977 {
2978         struct list_head *entry;
2979         struct slab *slabp;
2980         struct kmem_list3 *l3;
2981         void *obj;
2982         int x;
2983
2984         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2985         BUG_ON(!l3);
2986
2987 retry:
2988         check_irq_off();
2989         spin_lock(&l3->list_lock);
2990         entry = l3->slabs_partial.next;
2991         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2992                 l3->free_touched = 1;
2993                 entry = l3->slabs_free.next;
2994                 if (entry == &l3->slabs_free)
2995                         goto must_grow;
2996         }
2997
2998         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2999         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3000         check_slabp(cachep, slabp);
3001
3002         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3003         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3004         STATS_SET_HIGH(cachep);
3005
3006         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3007
3008         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3009         check_slabp(cachep, slabp);
3010         l3->free_objects--;
3011         /* move slabp to correct slabp list: */
3012         list_del(&slabp->list);
3013
3014         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3015                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3016         else
3017                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3018
3019         spin_unlock(&l3->list_lock);
3020         goto done;
3021
3022 must_grow:
3023         spin_unlock(&l3->list_lock);
3024         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3025
3026         if (!x)
3027                 return NULL;
3028
3029         goto retry;
3030 done:
3031         return obj;
3032 }
3033 #endif
3034
3035 /*
3036  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3037  */
3038 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3039                        int node)
3040 {
3041         int i;
3042         struct kmem_list3 *l3;
3043
3044         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3045                 void *objp = objpp[i];
3046                 struct slab *slabp;
3047
3048                 slabp = virt_to_slab(objp);
3049                 l3 = cachep->nodelists[node];
3050                 list_del(&slabp->list);
3051                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3052                 check_slabp(cachep, slabp);
3053                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3054                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3055                 l3->free_objects++;
3056                 check_slabp(cachep, slabp);
3057
3058                 /* fixup slab chains */
3059                 if (slabp->inuse == 0) {
3060                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3061                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3062                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3063                         } else {
3064                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3065                         }
3066                 } else {
3067                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3068                          * partial list on free - maximum time for the
3069                          * other objects to be freed, too.
3070                          */
3071                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3072                 }
3073         }
3074 }
3075
3076 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3077 {
3078         int batchcount;
3079         struct kmem_list3 *l3;
3080         int node = numa_node_id();
3081
3082         batchcount = ac->batchcount;
3083 #if DEBUG
3084         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3085 #endif
3086         check_irq_off();
3087         l3 = cachep->nodelists[node];
3088         spin_lock(&l3->list_lock);
3089         if (l3->shared) {
3090                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3091                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3092                 if (max) {
3093                         if (batchcount > max)
3094                                 batchcount = max;
3095                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3096                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3097                         shared_array->avail += batchcount;
3098                         goto free_done;
3099                 }
3100         }
3101
3102         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3103 free_done:
3104 #if STATS
3105         {
3106                 int i = 0;
3107                 struct list_head *p;
3108
3109                 p = l3->slabs_free.next;
3110                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3111                         struct slab *slabp;
3112
3113                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3114                         BUG_ON(slabp->inuse);
3115
3116                         i++;
3117                         p = p->next;
3118                 }
3119                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3120         }
3121 #endif
3122         spin_unlock(&l3->list_lock);
3123         ac->avail -= batchcount;
3124         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3129  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3130  */
3131 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3132 {
3133         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3134
3135         check_irq_off();
3136         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3137
3138         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3139                 return;
3140
3141         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3142                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3143                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3144                 return;
3145         } else {
3146                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3147                 cache_flusharray(cachep, ac);
3148                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3149         }
3150 }
3151
3152 /**
3153  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3154  * @cachep: The cache to allocate from.
3155  * @flags: See kmalloc().
3156  *
3157  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3158  * if the cache has no available objects.
3159  */
3160 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3161 {
3162         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3163 }
3164 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3165
3166 /**
3167  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3168  * @cache: The cache to allocate from.
3169  * @flags: See kmalloc().
3170  *
3171  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3172  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3173  */
3174 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3175 {
3176         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3177         if (ret)
3178                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3179         return ret;
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3182
3183 /**
3184  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3185  *      be a slab entry.
3186  * @cachep: the cache we're checking against
3187  * @ptr: pointer to validate
3188  *
3189  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3190  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3191  * part of the slab cache in question, but it at least
3192  * validates that the pointer can be dereferenced and
3193  * looks half-way sane.
3194  *
3195  * Currently only used for dentry validation.
3196  */
3197 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3198 {
3199         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3200         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3201         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3202         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3203         struct page *page;
3204
3205         if (unlikely(addr < min_addr))
3206                 goto out;
3207         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3208                 goto out;
3209         if (unlikely(addr & align_mask))
3210                 goto out;
3211         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3212                 goto out;
3213         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3214                 goto out;
3215         page = virt_to_page(ptr);
3216         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3217                 goto out;
3218         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3219                 goto out;
3220         return 1;
3221 out:
3222         return 0;
3223 }
3224
3225 #ifdef CONFIG_NUMA
3226 /**
3227  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3228  * @cachep: The cache to allocate from.
3229  * @flags: See kmalloc().
3230  * @nodeid: node number of the target node.
3231  *
3232  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3233  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3234  * can improve the performance for cpu bound structures.
3235  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3236  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3237  */
3238 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3239 {
3240         unsigned long save_flags;
3241         void *ptr;
3242
3243         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3244         local_irq_save(save_flags);
3245
3246         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3247                         !cachep->nodelists[nodeid])
3248                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3249         else
3250                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3251         local_irq_restore(save_flags);
3252
3253         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3254                                            __builtin_return_address(0));
3255
3256         return ptr;
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3259
3260 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3261 {
3262         struct kmem_cache *cachep;
3263
3264         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3265         if (unlikely(cachep == NULL))
3266                 return NULL;
3267         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3270 #endif
3271
3272 /**
3273  * __do_kmalloc - allocate memory
3274  * @size: how many bytes of memory are required.
3275  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3276  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3277  */
3278 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3279                                           void *caller)
3280 {
3281         struct kmem_cache *cachep;
3282
3283         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3284          * __ with kmem_.
3285          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3286          * functions.
3287          */
3288         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3289         if (unlikely(cachep == NULL))
3290                 return NULL;
3291         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3292 }
3293
3294
3295 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3296 {
3297 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3298         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3299 #else
3300         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3301 #endif
3302 }
3303 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3304
3305 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3306 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3307 {
3308         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3311 #endif
3312
3313 #ifdef CONFIG_SMP
3314 /**
3315  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3316  * cpu in the system, zeroing them.
3317  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3318  *
3319  * @size: how many bytes of memory are required.
3320  */
3321 void *__alloc_percpu(size_t size)
3322 {
3323         int i;
3324         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3325
3326         if (!pdata)
3327                 return NULL;
3328
3329         /*
3330          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3331          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3332          * that we have allocated then....
3333          */
3334         for_each_possible_cpu(i) {
3335                 int node = cpu_to_node(i);
3336
3337                 if (node_online(node))
3338                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3339                 else
3340                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3341
3342                 if (!pdata->ptrs[i])
3343                         goto unwind_oom;
3344                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3345         }
3346
3347         /* Catch derefs w/o wrappers */
3348         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3349
3350 unwind_oom:
3351         while (--i >= 0) {
3352                 if (!cpu_possible(i))
3353                         continue;
3354                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3355         }
3356         kfree(pdata);
3357         return NULL;
3358 }
3359 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3360 #endif
3361
3362 /**
3363  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3364  * @cachep: The cache the allocation was from.
3365  * @objp: The previously allocated object.
3366  *
3367  * Free an object which was previously allocated from this
3368  * cache.
3369  */
3370 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3371 {
3372         unsigned long flags;
3373
3374         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3375
3376         local_irq_save(flags);
3377         __cache_free(cachep, objp);
3378         local_irq_restore(flags);
3379 }
3380 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3381
3382 /**
3383  * kfree - free previously allocated memory
3384  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3385  *
3386  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3387  *
3388  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3389  * or you will run into trouble.
3390  */
3391 void kfree(const void *objp)
3392 {
3393         struct kmem_cache *c;
3394         unsigned long flags;
3395
3396         if (unlikely(!objp))
3397                 return;
3398         local_irq_save(flags);
3399         kfree_debugcheck(objp);
3400         c = virt_to_cache(objp);
3401         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3402         __cache_free(c, (void *)objp);
3403         local_irq_restore(flags);
3404 }
3405 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3406
3407 #ifdef CONFIG_SMP
3408 /**
3409  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3410  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3411  *
3412  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3413  * The complemented objp is to check for that.
3414  */
3415 void free_percpu(const void *objp)
3416 {
3417         int i;
3418         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3419
3420         /*
3421          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3422          */
3423         for_each_possible_cpu(i)
3424             kfree(p->ptrs[i]);
3425         kfree(p);
3426 }
3427 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3428 #endif
3429
3430 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3431 {
3432         return obj_size(cachep);
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3435
3436 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3437 {
3438         return cachep->name;
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3441
3442 /*
3443  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3444  */
3445 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3446 {
3447         int node;
3448         struct kmem_list3 *l3;
3449         struct array_cache *new_shared;
3450         struct array_cache **new_alien;
3451
3452         for_each_online_node(node) {
3453
3454                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3455                 if (!new_alien)
3456                         goto fail;
3457
3458                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3459                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3460                                         0xbaadf00d);
3461                 if (!new_shared) {
3462                         free_alien_cache(new_alien);
3463                         goto fail;
3464                 }
3465
3466                 l3 = cachep->nodelists[node];
3467                 if (l3) {
3468                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3469
3470                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3471
3472                         if (shared)
3473                                 free_block(cachep, shared->entry,
3474                                                 shared->avail, node);
3475
3476                         l3->shared = new_shared;
3477                         if (!l3->alien) {
3478                                 l3->alien = new_alien;
3479                                 new_alien = NULL;
3480                         }
3481                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3482                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3483                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3484                         kfree(shared);
3485                         free_alien_cache(new_alien);
3486                         continue;
3487                 }
3488                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3489                 if (!l3) {
3490                         free_alien_cache(new_alien);
3491                         kfree(new_shared);
3492                         goto fail;
3493                 }
3494
3495                 kmem_list3_init(l3);
3496                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3497                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3498                 l3->shared = new_shared;
3499                 l3->alien = new_alien;
3500                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3501                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3502                 cachep->nodelists[node] = l3;
3503         }
3504         return 0;
3505
3506 fail:
3507         if (!cachep->next.next) {
3508                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3509                 node--;
3510                 while (node >= 0) {
3511                         if (cachep->nodelists[node]) {
3512                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3513
3514                                 kfree(l3->shared);
3515                                 free_alien_cache(l3->alien);
3516                                 kfree(l3);
3517                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3518                         }
3519                         node--;
3520                 }
3521         }
3522         return -ENOMEM;
3523 }
3524
3525 struct ccupdate_struct {
3526         struct kmem_cache *cachep;
3527         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3528 };
3529
3530 static void do_ccupdate_local(void *info)
3531 {
3532         struct ccupdate_struct *new = info;
3533         struct array_cache *old;
3534
3535         check_irq_off();
3536         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3537
3538         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3539         new->new[smp_processor_id()] = old;
3540 }
3541
3542 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3543 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3544                                 int batchcount, int shared)
3545 {
3546         struct ccupdate_struct new;
3547         int i, err;
3548
3549         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3550         for_each_online_cpu(i) {
3551                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3552                                                 batchcount);
3553                 if (!new.new[i]) {
3554                         for (i--; i >= 0; i--)
3555                                 kfree(new.new[i]);
3556                         return -ENOMEM;
3557                 }
3558         }
3559         new.cachep = cachep;
3560
3561         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3562
3563         check_irq_on();
3564         cachep->batchcount = batchcount;
3565         cachep->limit = limit;
3566         cachep->shared = shared;
3567
3568         for_each_online_cpu(i) {
3569                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3570                 if (!ccold)
3571                         continue;
3572                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3573                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3574                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3575                 kfree(ccold);
3576         }
3577
3578         err = alloc_kmemlist(cachep);
3579         if (err) {
3580                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3581                        cachep->name, -err);
3582                 BUG();
3583         }
3584         return 0;
3585 }
3586
3587 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3588 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3589 {
3590         int err;
3591         int limit, shared;
3592
3593         /*
3594          * The head array serves three purposes:
3595          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3596          * - reduce the number of spinlock operations.
3597          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3598          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3599          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3600          * Bonwick.
3601          */
3602         if (cachep->buffer_size > 131072)
3603                 limit = 1;
3604         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3605                 limit = 8;
3606         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3607                 limit = 24;
3608         else if (cachep->buffer_size > 256)
3609                 limit = 54;
3610         else
3611                 limit = 120;
3612
3613         /*
3614          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3615          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3616          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3617          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3618          * replaces Bonwick's magazine layer.
3619          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3620          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3621          */
3622         shared = 0;
3623 #ifdef CONFIG_SMP
3624         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3625                 shared = 8;
3626 #endif
3627
3628 #if DEBUG
3629         /*
3630          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3631          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3632          */
3633         if (limit > 32)
3634                 limit = 32;
3635 #endif
3636         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3637         if (err)
3638                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3639                        cachep->name, -err);
3640 }
3641
3642 /*
3643  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3644  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3645  * if drain_array() is used on the shared array.
3646  */
3647 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3648                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3649 {
3650         int tofree;
3651
3652         if (!ac || !ac->avail)
3653                 return;
3654         if (ac->touched && !force) {
3655                 ac->touched = 0;
3656         } else {
3657                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3658                 if (ac->avail) {
3659                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3660                         if (tofree > ac->avail)
3661                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3662                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3663                         ac->avail -= tofree;
3664                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3665                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3666                 }
3667                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3668         }
3669 }
3670
3671 /**
3672  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3673  * @unused: unused parameter
3674  *
3675  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3676  * Purpose:
3677  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3678  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3679  *
3680  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3681  * again on the next iteration.
3682  */
3683 static void cache_reap(void *unused)
3684 {
3685         struct kmem_cache *searchp;
3686         struct kmem_list3 *l3;
3687         int node = numa_node_id();
3688
3689         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3690                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3691                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3692                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3693                 return;
3694         }
3695
3696         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3697                 struct list_head *p;
3698                 int tofree;
3699                 struct slab *slabp;
3700
3701                 check_irq_on();
3702
3703                 /*
3704                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3705                  * have established with reasonable certainty that
3706                  * we can do some work if the lock was obtained.
3707                  */
3708                 l3 = searchp->nodelists[node];
3709
3710                 reap_alien(searchp, l3);
3711
3712                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3713
3714                 /*
3715                  * These are racy checks but it does not matter
3716                  * if we skip one check or scan twice.
3717                  */
3718                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3719                         goto next;
3720
3721                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3722
3723                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3724
3725                 if (l3->free_touched) {
3726                         l3->free_touched = 0;
3727                         goto next;
3728                 }
3729
3730                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3731                                 (5 * searchp->num);
3732                 do {
3733                         /*
3734                          * Do not lock if there are no free blocks.
3735                          */
3736                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3737                                 break;
3738
3739                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3740                         p = l3->slabs_free.next;
3741                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3742                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3743                                 break;
3744                         }
3745
3746                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3747                         BUG_ON(slabp->inuse);
3748                         list_del(&slabp->list);
3749                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3750
3751                         /*
3752                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3753                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3754                          * cache_chain_lock
3755                          */
3756                         l3->free_objects -= searchp->num;
3757                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3758                         slab_destroy(searchp, slabp);
3759                 } while (--tofree > 0);
3760 next:
3761                 cond_resched();
3762         }
3763         check_irq_on();
3764         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3765         next_reap_node();
3766         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3767         /* Set up the next iteration */
3768         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3769 }
3770
3771 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3772
3773 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3774 {
3775         /*
3776          * Output format version, so at least we can change it
3777          * without _too_ many complaints.
3778          */
3779 #if STATS
3780         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3781 #else
3782         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3783 #endif
3784         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3785                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3786         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3787         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3788 #if STATS
3789         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3790                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3791         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3792 #endif
3793         seq_putc(m, '\n');
3794 }
3795
3796 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3797 {
3798         loff_t n = *pos;
3799         struct list_head *p;
3800
3801         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3802         if (!n)
3803                 print_slabinfo_header(m);
3804         p = cache_chain.next;
3805         while (n--) {
3806                 p = p->next;
3807                 if (p == &cache_chain)
3808                         return NULL;
3809         }
3810         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3811 }
3812
3813 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3814 {
3815         struct kmem_cache *cachep = p;
3816         ++*pos;
3817         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3818                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3819 }
3820
3821 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3822 {
3823         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3824 }
3825
3826 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3827 {
3828         struct kmem_cache *cachep = p;
3829         struct slab *slabp;
3830         unsigned long active_objs;
3831         unsigned long num_objs;
3832         unsigned long active_slabs = 0;
3833         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3834         const char *name;
3835         char *error = NULL;
3836         int node;
3837         struct kmem_list3 *l3;
3838
3839         active_objs = 0;
3840         num_slabs = 0;
3841         for_each_online_node(node) {
3842                 l3 = cachep->nodelists[node];
3843                 if (!l3)
3844                         continue;
3845
3846                 check_irq_on();
3847                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3848
3849                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3850                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3851                                 error = "slabs_full accounting error";
3852                         active_objs += cachep->num;
3853                         active_slabs++;
3854                 }
3855                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3856                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3857                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3858                         if (!slabp->inuse && !error)
3859                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3860                         active_objs += slabp->inuse;
3861                         active_slabs++;
3862                 }
3863                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3864                         if (slabp->inuse && !error)
3865                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3866                         num_slabs++;
3867                 }
3868                 free_objects += l3->free_objects;
3869                 if (l3->shared)
3870                         shared_avail += l3->shared->avail;
3871
3872                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3873         }
3874         num_slabs += active_slabs;
3875         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3876         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3877                 error = "free_objects accounting error";
3878
3879         name = cachep->name;
3880         if (error)
3881                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3882
3883         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3884                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3885                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3886         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3887                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3888         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3889                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3890 #if STATS
3891         {                       /* list3 stats */
3892                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3893                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3894                 unsigned long grown = cachep->grown;
3895                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3896                 unsigned long errors = cachep->errors;
3897                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3898                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3899                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3900                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
3901
3902                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3903                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3904                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3905                                 node_frees, overflows);
3906         }
3907         /* cpu stats */
3908         {
3909                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3910                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3911                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3912                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3913
3914                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3915                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3916         }
3917 #endif
3918         seq_putc(m, '\n');
3919         return 0;
3920 }
3921
3922 /*
3923  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3924  *
3925  * Output layout:
3926  * cache-name
3927  * num-active-objs
3928  * total-objs
3929  * object size
3930  * num-active-slabs
3931  * total-slabs
3932  * num-pages-per-slab
3933  * + further values on SMP and with statistics enabled
3934  */
3935
3936 struct seq_operations slabinfo_op = {
3937         .start = s_start,
3938         .next = s_next,
3939         .stop = s_stop,
3940         .show = s_show,
3941 };
3942
3943 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3944 /**
3945  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3946  * @file: unused
3947  * @buffer: user buffer
3948  * @count: data length
3949  * @ppos: unused
3950  */
3951 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3952                        size_t count, loff_t *ppos)
3953 {
3954         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3955         int limit, batchcount, shared, res;
3956         struct kmem_cache *cachep;
3957
3958         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3959                 return -EINVAL;
3960         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3961                 return -EFAULT;
3962         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3963
3964         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3965         if (!tmp)
3966                 return -EINVAL;
3967         *tmp = '\0';
3968         tmp++;
3969         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3970                 return -EINVAL;
3971
3972         /* Find the cache in the chain of caches. */
3973         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3974         res = -EINVAL;
3975         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
3976                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3977                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3978                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3979                                 res = 0;
3980                         } else {
3981                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3982                                                        batchcount, shared);
3983                         }
3984                         break;
3985                 }
3986         }
3987         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3988         if (res >= 0)
3989                 res = count;
3990         return res;
3991 }
3992
3993 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3994
3995 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3996 {
3997         loff_t n = *pos;
3998         struct list_head *p;
3999
4000         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4001         p = cache_chain.next;
4002         while (n--) {
4003                 p = p->next;
4004                 if (p == &cache_chain)
4005                         return NULL;
4006         }
4007         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4008 }
4009
4010 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4011 {
4012         unsigned long *p;
4013         int l;
4014         if (!v)
4015                 return 1;
4016         l = n[1];
4017         p = n + 2;
4018         while (l) {
4019                 int i = l/2;
4020                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4021                 if (*q == v) {
4022                         q[1]++;
4023                         return 1;
4024                 }
4025                 if (*q > v) {
4026                         l = i;
4027                 } else {
4028                         p = q + 2;
4029                         l -= i + 1;
4030                 }
4031         }
4032         if (++n[1] == n[0])
4033                 return 0;
4034         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4035         p[0] = v;
4036         p[1] = 1;
4037         return 1;
4038 }
4039
4040 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4041 {
4042         void *p;
4043         int i;
4044         if (n[0] == n[1])
4045                 return;
4046         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4047                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4048                         continue;
4049                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4050                         return;
4051         }
4052 }
4053
4054 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4055 {
4056 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4057         char *modname;
4058         const char *name;
4059         unsigned long offset, size;
4060         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4061
4062         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4063
4064         if (name) {
4065                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4066                 if (modname)
4067                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4068                 return;
4069         }
4070 #endif
4071         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4072 }
4073
4074 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4075 {
4076         struct kmem_cache *cachep = p;
4077         struct slab *slabp;
4078         struct kmem_list3 *l3;
4079         const char *name;
4080         unsigned long *n = m->private;
4081         int node;
4082         int i;
4083
4084         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4085                 return 0;
4086         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4087                 return 0;
4088
4089         /* OK, we can do it */
4090
4091         n[1] = 0;
4092
4093         for_each_online_node(node) {
4094                 l3 = cachep->nodelists[node];
4095                 if (!l3)
4096                         continue;
4097
4098                 check_irq_on();
4099                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4100
4101                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4102                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4103                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4104                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4105                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4106         }
4107         name = cachep->name;
4108         if (n[0] == n[1]) {
4109                 /* Increase the buffer size */
4110                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4111                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4112                 if (!m->private) {
4113                         /* Too bad, we are really out */
4114                         m->private = n;
4115                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4116                         return -ENOMEM;
4117                 }
4118                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4119                 kfree(n);
4120                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4121                 /* Now make sure this entry will be retried */
4122                 m->count = m->size;
4123                 return 0;
4124         }
4125         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4126                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4127                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4128                 seq_putc(m, '\n');
4129         }
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 struct seq_operations slabstats_op = {
4134         .start = leaks_start,
4135         .next = s_next,
4136         .stop = s_stop,
4137         .show = leaks_show,
4138 };
4139 #endif
4140 #endif
4141
4142 /**
4143  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4144  * @objp: Pointer to the object
4145  *
4146  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4147  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4148  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4149  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4150  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4151  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4152  * must not be freed during the duration of the call.
4153  */
4154 unsigned int ksize(const void *objp)
4155 {
4156         if (unlikely(objp == NULL))
4157                 return 0;
4158
4159         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4160 }