18e3164de09a9ce3b5c69b9fd53b6533b39e9486
[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 initializations 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/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.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/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117
118 #include        <asm/cacheflush.h>
119 #include        <asm/tlbflush.h>
120 #include        <asm/page.h>
121
122 /*
123  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
127  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
128  *
129  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
130  */
131
132 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
133 #define DEBUG           1
134 #define STATS           1
135 #define FORCED_DEBUG    1
136 #else
137 #define DEBUG           0
138 #define STATS           0
139 #define FORCED_DEBUG    0
140 #endif
141
142 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
143 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
144 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
182                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
183 #else
184 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
185                          SLAB_CACHE_DMA | \
186                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
187                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
188                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
189 #endif
190
191 /*
192  * kmem_bufctl_t:
193  *
194  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
195  * linked offsets.
196  *
197  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
198  * slab an object belongs to.
199  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
200  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
201  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
202  * that does not use off-slab slabs.
203  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
204  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
205  * to have too many per slab.
206  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
207  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
208  */
209
210 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
211 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
212 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
213 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
214 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
215
216 /*
217  * struct slab
218  *
219  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
220  * for a slab, or allocated from an general cache.
221  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
222  */
223 struct slab {
224         struct list_head list;
225         unsigned long colouroff;
226         void *s_mem;            /* including colour offset */
227         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228         kmem_bufctl_t free;
229         unsigned short nodeid;
230 };
231
232 /*
233  * struct slab_rcu
234  *
235  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
236  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
237  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
238  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
239  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
240  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
241  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
242  *
243  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
244  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
245  *
246  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
247  */
248 struct slab_rcu {
249         struct rcu_head head;
250         struct kmem_cache *cachep;
251         void *addr;
252 };
253
254 /*
255  * struct array_cache
256  *
257  * Purpose:
258  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
259  * - reduce the number of linked list operations
260  * - reduce spinlock operations
261  *
262  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
263  * footprint.
264  *
265  */
266 struct array_cache {
267         unsigned int avail;
268         unsigned int limit;
269         unsigned int batchcount;
270         unsigned int touched;
271         spinlock_t lock;
272         void *entry[];  /*
273                          * Must have this definition in here for the proper
274                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
275                          * the entries.
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * The slab allocator is initialized with interrupts disabled. Therefore, make
308  * sure early boot allocations don't accidentally enable interrupts.
309  */
310 static gfp_t slab_gfp_mask __read_mostly = SLAB_GFP_BOOT_MASK;
311
312 /*
313  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
314  */
315 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
316 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
317 #define CACHE_CACHE 0
318 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
319 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
320
321 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
322                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
323 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
324                         int node);
325 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
326 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
327
328 /*
329  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
330  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
331  */
332 static __always_inline int index_of(const size_t size)
333 {
334         extern void __bad_size(void);
335
336         if (__builtin_constant_p(size)) {
337                 int i = 0;
338
339 #define CACHE(x) \
340         if (size <=x) \
341                 return i; \
342         else \
343                 i++;
344 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
345 #undef CACHE
346                 __bad_size();
347         } else
348                 __bad_size();
349         return 0;
350 }
351
352 static int slab_early_init = 1;
353
354 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
355 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
356
357 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
358 {
359         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
360         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
361         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
362         parent->shared = NULL;
363         parent->alien = NULL;
364         parent->colour_next = 0;
365         spin_lock_init(&parent->list_lock);
366         parent->free_objects = 0;
367         parent->free_touched = 0;
368 }
369
370 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
371         do {                                                            \
372                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
373                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
374         } while (0)
375
376 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
377         do {                                                            \
378         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
379         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
380         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
381         } while (0)
382
383 /*
384  * struct kmem_cache
385  *
386  * manages a cache.
387  */
388
389 struct kmem_cache {
390 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
391         struct array_cache *array[NR_CPUS];
392 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
393         unsigned int batchcount;
394         unsigned int limit;
395         unsigned int shared;
396
397         unsigned int buffer_size;
398         u32 reciprocal_buffer_size;
399 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
400
401         unsigned int flags;             /* constant flags */
402         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
403
404 /* 4) cache_grow/shrink */
405         /* order of pgs per slab (2^n) */
406         unsigned int gfporder;
407
408         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
409         gfp_t gfpflags;
410
411         size_t colour;                  /* cache colouring range */
412         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
413         struct kmem_cache *slabp_cache;
414         unsigned int slab_size;
415         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
416
417         /* constructor func */
418         void (*ctor)(void *obj);
419
420 /* 5) cache creation/removal */
421         const char *name;
422         struct list_head next;
423
424 /* 6) statistics */
425 #if STATS
426         unsigned long num_active;
427         unsigned long num_allocations;
428         unsigned long high_mark;
429         unsigned long grown;
430         unsigned long reaped;
431         unsigned long errors;
432         unsigned long max_freeable;
433         unsigned long node_allocs;
434         unsigned long node_frees;
435         unsigned long node_overflow;
436         atomic_t allochit;
437         atomic_t allocmiss;
438         atomic_t freehit;
439         atomic_t freemiss;
440 #endif
441 #if DEBUG
442         /*
443          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
444          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
445          * object size including these internal fields, the following two
446          * variables contain the offset to the user object and its size.
447          */
448         int obj_offset;
449         int obj_size;
450 #endif
451         /*
452          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
453          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
454          * (see kmem_cache_init())
455          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
456          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
457          */
458         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
459         /*
460          * Do not add fields after nodelists[]
461          */
462 };
463
464 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
465 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
466
467 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
468 /*
469  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
470  * cpucache drain/refill cycles.
471  *
472  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
473  * which could lock up otherwise freeable slabs.
474  */
475 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
476 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
477
478 #if STATS
479 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
480 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
481 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
482 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
483 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
484 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
485         do {                                                            \
486                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
487                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
488         } while (0)
489 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
490 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
491 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
492 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
493 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
494         do {                                                            \
495                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
496                         (x)->max_freeable = i;                          \
497         } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
499 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
500 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
501 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
502 #else
503 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
504 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
506 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
507 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
508 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
510 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
511 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
512 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
513 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
514 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
515 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
516 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
517 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
518 #endif
519
520 #if DEBUG
521
522 /*
523  * memory layout of objects:
524  * 0            : objp
525  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
526  *              the end of an object is aligned with the end of the real
527  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
528  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
529  *              redzone word.
530  * cachep->obj_offset: The real object.
531  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
532  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
533  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
534  */
535 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
536 {
537         return cachep->obj_offset;
538 }
539
540 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
541 {
542         return cachep->obj_size;
543 }
544
545 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
549                                       sizeof(unsigned long long));
550 }
551
552 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
553 {
554         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
555         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
556                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
557                                               sizeof(unsigned long long) -
558                                               REDZONE_ALIGN);
559         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
560                                        sizeof(unsigned long long));
561 }
562
563 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
564 {
565         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
566         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
567 }
568
569 #else
570
571 #define obj_offset(x)                   0
572 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
573 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
574 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
575 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
576
577 #endif
578
579 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
580 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
581 {
582         return cachep->buffer_size;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
585 #endif
586
587 /*
588  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
589  */
590 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
591 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
592 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
593
594 /*
595  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
596  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
597  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
598  */
599 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
600 {
601         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
602 }
603
604 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
605 {
606         page = compound_head(page);
607         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
609 }
610
611 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
612 {
613         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
614 }
615
616 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
617 {
618         BUG_ON(!PageSlab(page));
619         return (struct slab *)page->lru.prev;
620 }
621
622 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
623 {
624         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
625         return page_get_cache(page);
626 }
627
628 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
629 {
630         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
631         return page_get_slab(page);
632 }
633
634 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
635                                  unsigned int idx)
636 {
637         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
638 }
639
640 /*
641  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
642  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
643  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
644  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
645  */
646 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
647                                         const struct slab *slab, void *obj)
648 {
649         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
650         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
651 }
652
653 /*
654  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
655  */
656 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
657 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
658 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
659         CACHE(ULONG_MAX)
660 #undef CACHE
661 };
662 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
663
664 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
665 struct cache_names {
666         char *name;
667         char *name_dma;
668 };
669
670 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
671 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
672 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
673         {NULL,}
674 #undef CACHE
675 };
676
677 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
678     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
679 static struct arraycache_init initarray_generic =
680     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
681
682 /* internal cache of cache description objs */
683 static struct kmem_cache cache_cache = {
684         .batchcount = 1,
685         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
686         .shared = 1,
687         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
688         .name = "kmem_cache",
689 };
690
691 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
692
693 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
694
695 /*
696  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
697  * for other slabs "off slab".
698  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
699  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
700  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
701  *
702  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
703  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
704  * then comes back up during hotplug
705  */
706 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
707 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
708
709 static inline void init_lock_keys(void)
710
711 {
712         int q;
713         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
714
715         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
716                 for_each_node(q) {
717                         struct array_cache **alc;
718                         int r;
719                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
720                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
721                                 continue;
722                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
723                         alc = l3->alien;
724                         /*
725                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
726                          * should go away when common slab code is taught to
727                          * work even without alien caches.
728                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
729                          * for alloc_alien_cache,
730                          */
731                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
732                                 continue;
733                         for_each_node(r) {
734                                 if (alc[r])
735                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
736                                              &on_slab_alc_key);
737                         }
738                 }
739                 s++;
740         }
741 }
742 #else
743 static inline void init_lock_keys(void)
744 {
745 }
746 #endif
747
748 /*
749  * Guard access to the cache-chain.
750  */
751 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
752 static struct list_head cache_chain;
753
754 /*
755  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
756  * until the general caches are up.
757  */
758 static enum {
759         NONE,
760         PARTIAL_AC,
761         PARTIAL_L3,
762         EARLY,
763         FULL
764 } g_cpucache_up;
765
766 /*
767  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
768  */
769 int slab_is_available(void)
770 {
771         return g_cpucache_up >= EARLY;
772 }
773
774 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
775
776 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
777 {
778         return cachep->array[smp_processor_id()];
779 }
780
781 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
782                                                         gfp_t gfpflags)
783 {
784         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
785
786 #if DEBUG
787         /* This happens if someone tries to call
788          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
789          * the generic caches are initialized.
790          */
791         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
792 #endif
793         if (!size)
794                 return ZERO_SIZE_PTR;
795
796         while (size > csizep->cs_size)
797                 csizep++;
798
799         /*
800          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
801          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
802          * for large kmalloc calls required.
803          */
804 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
805         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
806                 return csizep->cs_dmacachep;
807 #endif
808         return csizep->cs_cachep;
809 }
810
811 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
812 {
813         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
814 }
815
816 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
817 {
818         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
819 }
820
821 /*
822  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
823  */
824 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
825                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
826                            unsigned int *num)
827 {
828         int nr_objs;
829         size_t mgmt_size;
830         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
831
832         /*
833          * The slab management structure can be either off the slab or
834          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
835          * slab is used for:
836          *
837          * - The struct slab
838          * - One kmem_bufctl_t for each object
839          * - Padding to respect alignment of @align
840          * - @buffer_size bytes for each object
841          *
842          * If the slab management structure is off the slab, then the
843          * alignment will already be calculated into the size. Because
844          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
845          * correct alignment when allocated.
846          */
847         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
848                 mgmt_size = 0;
849                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
850
851                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
852                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
853         } else {
854                 /*
855                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
856                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
857                  * least @align. In the worst case, this result will
858                  * be one greater than the number of objects that fit
859                  * into the memory allocation when taking the padding
860                  * into account.
861                  */
862                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
863                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
864
865                 /*
866                  * This calculated number will be either the right
867                  * amount, or one greater than what we want.
868                  */
869                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
870                        > slab_size)
871                         nr_objs--;
872
873                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
874                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
875
876                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
877         }
878         *num = nr_objs;
879         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
880 }
881
882 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
883
884 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
885                         char *msg)
886 {
887         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
888                function, cachep->name, msg);
889         dump_stack();
890 }
891
892 /*
893  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
894  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
895  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
896  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
897  * line
898   */
899
900 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
901 static int numa_platform __read_mostly = 1;
902 static int __init noaliencache_setup(char *s)
903 {
904         use_alien_caches = 0;
905         return 1;
906 }
907 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
908
909 #ifdef CONFIG_NUMA
910 /*
911  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
912  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
913  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
914  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
915  */
916 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
917
918 static void init_reap_node(int cpu)
919 {
920         int node;
921
922         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
923         if (node == MAX_NUMNODES)
924                 node = first_node(node_online_map);
925
926         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
927 }
928
929 static void next_reap_node(void)
930 {
931         int node = __get_cpu_var(reap_node);
932
933         node = next_node(node, node_online_map);
934         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
935                 node = first_node(node_online_map);
936         __get_cpu_var(reap_node) = node;
937 }
938
939 #else
940 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
941 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
942 #endif
943
944 /*
945  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
946  * via the workqueue/eventd.
947  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
948  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
949  * lock.
950  */
951 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
952 {
953         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
954
955         /*
956          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
957          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
958          * at that time.
959          */
960         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
961                 init_reap_node(cpu);
962                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
963                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
964                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
965         }
966 }
967
968 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
969                                             int batchcount, gfp_t gfp)
970 {
971         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
972         struct array_cache *nc = NULL;
973
974         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
975         /*
976          * The array_cache structures contain pointers to free object.
977          * However, when such objects are allocated or transfered to another
978          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
979          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
980          * not scan such objects.
981          */
982         kmemleak_no_scan(nc);
983         if (nc) {
984                 nc->avail = 0;
985                 nc->limit = entries;
986                 nc->batchcount = batchcount;
987                 nc->touched = 0;
988                 spin_lock_init(&nc->lock);
989         }
990         return nc;
991 }
992
993 /*
994  * Transfer objects in one arraycache to another.
995  * Locking must be handled by the caller.
996  *
997  * Return the number of entries transferred.
998  */
999 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1000                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1001 {
1002         /* Figure out how many entries to transfer */
1003         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
1004
1005         if (!nr)
1006                 return 0;
1007
1008         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1009                         sizeof(void *) *nr);
1010
1011         from->avail -= nr;
1012         to->avail += nr;
1013         to->touched = 1;
1014         return nr;
1015 }
1016
1017 #ifndef CONFIG_NUMA
1018
1019 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1020 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1021
1022 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1023 {
1024         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1025 }
1026
1027 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1028 {
1029 }
1030
1031 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1032 {
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1037                 gfp_t flags)
1038 {
1039         return NULL;
1040 }
1041
1042 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1043                  gfp_t flags, int nodeid)
1044 {
1045         return NULL;
1046 }
1047
1048 #else   /* CONFIG_NUMA */
1049
1050 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1051 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1052
1053 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1054 {
1055         struct array_cache **ac_ptr;
1056         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1057         int i;
1058
1059         if (limit > 1)
1060                 limit = 12;
1061         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
1062         if (ac_ptr) {
1063                 for_each_node(i) {
1064                         if (i == node || !node_online(i)) {
1065                                 ac_ptr[i] = NULL;
1066                                 continue;
1067                         }
1068                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1069                         if (!ac_ptr[i]) {
1070                                 for (i--; i >= 0; i--)
1071                                         kfree(ac_ptr[i]);
1072                                 kfree(ac_ptr);
1073                                 return NULL;
1074                         }
1075                 }
1076         }
1077         return ac_ptr;
1078 }
1079
1080 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1081 {
1082         int i;
1083
1084         if (!ac_ptr)
1085                 return;
1086         for_each_node(i)
1087             kfree(ac_ptr[i]);
1088         kfree(ac_ptr);
1089 }
1090
1091 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1092                                 struct array_cache *ac, int node)
1093 {
1094         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1095
1096         if (ac->avail) {
1097                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1098                 /*
1099                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1100                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1101                  * into the free lists and getting them back later.
1102                  */
1103                 if (rl3->shared)
1104                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1105
1106                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1107                 ac->avail = 0;
1108                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1109         }
1110 }
1111
1112 /*
1113  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1114  */
1115 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1116 {
1117         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1118
1119         if (l3->alien) {
1120                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1121
1122                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1123                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1124                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1125                 }
1126         }
1127 }
1128
1129 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1130                                 struct array_cache **alien)
1131 {
1132         int i = 0;
1133         struct array_cache *ac;
1134         unsigned long flags;
1135
1136         for_each_online_node(i) {
1137                 ac = alien[i];
1138                 if (ac) {
1139                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1140                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1141                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1142                 }
1143         }
1144 }
1145
1146 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1147 {
1148         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1149         int nodeid = slabp->nodeid;
1150         struct kmem_list3 *l3;
1151         struct array_cache *alien = NULL;
1152         int node;
1153
1154         node = numa_node_id();
1155
1156         /*
1157          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1158          * cache on this cpu.
1159          */
1160         if (likely(slabp->nodeid == node))
1161                 return 0;
1162
1163         l3 = cachep->nodelists[node];
1164         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1165         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1166                 alien = l3->alien[nodeid];
1167                 spin_lock(&alien->lock);
1168                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1169                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1170                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1171                 }
1172                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1173                 spin_unlock(&alien->lock);
1174         } else {
1175                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1176                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1177                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1178         }
1179         return 1;
1180 }
1181 #endif
1182
1183 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1184 {
1185         struct kmem_cache *cachep;
1186         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1187         int node = cpu_to_node(cpu);
1188         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1189
1190         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1191                 struct array_cache *nc;
1192                 struct array_cache *shared;
1193                 struct array_cache **alien;
1194
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, shared->entry,
1218                                    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                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1245         }
1246 }
1247
1248 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1249 {
1250         struct kmem_cache *cachep;
1251         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1252         int node = cpu_to_node(cpu);
1253         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1254
1255         /*
1256          * We need to do this right in the beginning since
1257          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1258          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1259          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1260          */
1261
1262         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1263                 /*
1264                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1265                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1266                  * node has not already allocated this
1267                  */
1268                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1269                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1270                         if (!l3)
1271                                 goto bad;
1272                         kmem_list3_init(l3);
1273                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1274                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1275
1276                         /*
1277                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1278                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1279                          * protection here.
1280                          */
1281                         cachep->nodelists[node] = l3;
1282                 }
1283
1284                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1285                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1286                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1287                         cachep->batchcount + cachep->num;
1288                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1289         }
1290
1291         /*
1292          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1293          * array caches
1294          */
1295         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1296                 struct array_cache *nc;
1297                 struct array_cache *shared = NULL;
1298                 struct array_cache **alien = NULL;
1299
1300                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1301                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1302                 if (!nc)
1303                         goto bad;
1304                 if (cachep->shared) {
1305                         shared = alloc_arraycache(node,
1306                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1307                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1308                         if (!shared) {
1309                                 kfree(nc);
1310                                 goto bad;
1311                         }
1312                 }
1313                 if (use_alien_caches) {
1314                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1315                         if (!alien) {
1316                                 kfree(shared);
1317                                 kfree(nc);
1318                                 goto bad;
1319                         }
1320                 }
1321                 cachep->array[cpu] = nc;
1322                 l3 = cachep->nodelists[node];
1323                 BUG_ON(!l3);
1324
1325                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1326                 if (!l3->shared) {
1327                         /*
1328                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1329                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1330                          */
1331                         l3->shared = shared;
1332                         shared = NULL;
1333                 }
1334 #ifdef CONFIG_NUMA
1335                 if (!l3->alien) {
1336                         l3->alien = alien;
1337                         alien = NULL;
1338                 }
1339 #endif
1340                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1341                 kfree(shared);
1342                 free_alien_cache(alien);
1343         }
1344         return 0;
1345 bad:
1346         cpuup_canceled(cpu);
1347         return -ENOMEM;
1348 }
1349
1350 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1351                                     unsigned long action, void *hcpu)
1352 {
1353         long cpu = (long)hcpu;
1354         int err = 0;
1355
1356         switch (action) {
1357         case CPU_UP_PREPARE:
1358         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1359                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1360                 err = cpuup_prepare(cpu);
1361                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1362                 break;
1363         case CPU_ONLINE:
1364         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1365                 start_cpu_timer(cpu);
1366                 break;
1367 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1368         case CPU_DOWN_PREPARE:
1369         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1370                 /*
1371                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1372                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1373                  * anything expensive but will only modify reap_work
1374                  * and reschedule the timer.
1375                 */
1376                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1377                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1378                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1379                 break;
1380         case CPU_DOWN_FAILED:
1381         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1382                 start_cpu_timer(cpu);
1383                 break;
1384         case CPU_DEAD:
1385         case CPU_DEAD_FROZEN:
1386                 /*
1387                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1388                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1389                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1390                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1391                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1392                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1393                  */
1394                 /* fall through */
1395 #endif
1396         case CPU_UP_CANCELED:
1397         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1398                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1399                 cpuup_canceled(cpu);
1400                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1401                 break;
1402         }
1403         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1404 }
1405
1406 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1407         &cpuup_callback, NULL, 0
1408 };
1409
1410 /*
1411  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1412  */
1413 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1414                         int nodeid)
1415 {
1416         struct kmem_list3 *ptr;
1417
1418         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1419         BUG_ON(!ptr);
1420
1421         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1422         /*
1423          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1424          */
1425         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1426
1427         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1428         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1433  * size of kmem_list3.
1434  */
1435 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1436 {
1437         int node;
1438
1439         for_each_online_node(node) {
1440                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1441                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1442                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1443                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1444         }
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1449  * before smp_init().
1450  */
1451 void __init kmem_cache_init(void)
1452 {
1453         size_t left_over;
1454         struct cache_sizes *sizes;
1455         struct cache_names *names;
1456         int i;
1457         int order;
1458         int node;
1459
1460         if (num_possible_nodes() == 1) {
1461                 use_alien_caches = 0;
1462                 numa_platform = 0;
1463         }
1464
1465         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1466                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1467                 if (i < MAX_NUMNODES)
1468                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1469         }
1470         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1471
1472         /*
1473          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1474          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1475          */
1476         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1477                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1478
1479         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1480          * from caches that do not exist yet:
1481          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1482          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1483          *    cache_cache is statically allocated.
1484          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1485          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1486          *    array at the end of the bootstrap.
1487          * 2) Create the first kmalloc cache.
1488          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1489          *    An __init data area is used for the head array.
1490          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1491          *    head arrays.
1492          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1493          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1494          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1495          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1496          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1497          */
1498
1499         node = numa_node_id();
1500
1501         /* 1) create the cache_cache */
1502         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1503         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1504         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1505         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1506         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1507
1508         /*
1509          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1510          * can be less than MAX_NUMNODES.
1511          */
1512         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1513                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1514 #if DEBUG
1515         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1516 #endif
1517         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1518                                         cache_line_size());
1519         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1520                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1521
1522         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1523                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1524                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1525                 if (cache_cache.num)
1526                         break;
1527         }
1528         BUG_ON(!cache_cache.num);
1529         cache_cache.gfporder = order;
1530         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1531         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1532                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1533
1534         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1535         sizes = malloc_sizes;
1536         names = cache_names;
1537
1538         /*
1539          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1540          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1541          * bug.
1542          */
1543
1544         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1545                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1546                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1547                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1548                                         NULL);
1549
1550         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1551                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1552                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1553                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1554                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1555                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1556                                 NULL);
1557         }
1558
1559         slab_early_init = 0;
1560
1561         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1562                 /*
1563                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1564                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1565                  * eliminates "false sharing".
1566                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1567                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1568                  */
1569                 if (!sizes->cs_cachep) {
1570                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1571                                         sizes->cs_size,
1572                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1573                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1574                                         NULL);
1575                 }
1576 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1577                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1578                                         names->name_dma,
1579                                         sizes->cs_size,
1580                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1581                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1582                                                 SLAB_PANIC,
1583                                         NULL);
1584 #endif
1585                 sizes++;
1586                 names++;
1587         }
1588         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1589         {
1590                 struct array_cache *ptr;
1591
1592                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1593
1594                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1595                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1596                        sizeof(struct arraycache_init));
1597                 /*
1598                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1599                  */
1600                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1601
1602                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1603
1604                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1605
1606                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1607                        != &initarray_generic.cache);
1608                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1609                        sizeof(struct arraycache_init));
1610                 /*
1611                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1612                  */
1613                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1614
1615                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1616                     ptr;
1617         }
1618         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1619         {
1620                 int nid;
1621
1622                 for_each_online_node(nid) {
1623                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1624
1625                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1626                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1627
1628                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1629                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1630                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1631                         }
1632                 }
1633         }
1634
1635         g_cpucache_up = EARLY;
1636
1637         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1638         init_lock_keys();
1639 }
1640
1641 void __init kmem_cache_init_late(void)
1642 {
1643         struct kmem_cache *cachep;
1644
1645         /*
1646          * Interrupts are enabled now so all GFP allocations are safe.
1647          */
1648         slab_gfp_mask = __GFP_BITS_MASK;
1649
1650         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1651         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1652         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1653                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1654                         BUG();
1655         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1656
1657         /* Done! */
1658         g_cpucache_up = FULL;
1659
1660         /*
1661          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1662          * cpu_cache_get for all new cpus
1663          */
1664         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1665
1666         /*
1667          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1668          * of the kernel is not yet operational.
1669          */
1670 }
1671
1672 static int __init cpucache_init(void)
1673 {
1674         int cpu;
1675
1676         /*
1677          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1678          */
1679         for_each_online_cpu(cpu)
1680                 start_cpu_timer(cpu);
1681         return 0;
1682 }
1683 __initcall(cpucache_init);
1684
1685 /*
1686  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1687  *
1688  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1689  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1690  * would be relatively rare and ignorable.
1691  */
1692 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1693 {
1694         struct page *page;
1695         int nr_pages;
1696         int i;
1697
1698 #ifndef CONFIG_MMU
1699         /*
1700          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1701          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1702          */
1703         flags |= __GFP_COMP;
1704 #endif
1705
1706         flags |= cachep->gfpflags;
1707         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1708                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1709
1710         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1711         if (!page)
1712                 return NULL;
1713
1714         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1715         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1716                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1717                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1718         else
1719                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1720                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1721         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1722                 __SetPageSlab(page + i);
1723         return page_address(page);
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Interface to system's page release.
1728  */
1729 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1730 {
1731         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1732         struct page *page = virt_to_page(addr);
1733         const unsigned long nr_freed = i;
1734
1735         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1736                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1737                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1738         else
1739                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1740                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1741         while (i--) {
1742                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1743                 __ClearPageSlab(page);
1744                 page++;
1745         }
1746         if (current->reclaim_state)
1747                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1748         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1749 }
1750
1751 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1752 {
1753         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1754         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1755
1756         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1757         if (OFF_SLAB(cachep))
1758                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1759 }
1760
1761 #if DEBUG
1762
1763 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1764 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1765                             unsigned long caller)
1766 {
1767         int size = obj_size(cachep);
1768
1769         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1770
1771         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1772                 return;
1773
1774         *addr++ = 0x12345678;
1775         *addr++ = caller;
1776         *addr++ = smp_processor_id();
1777         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1778         {
1779                 unsigned long *sptr = &caller;
1780                 unsigned long svalue;
1781
1782                 while (!kstack_end(sptr)) {
1783                         svalue = *sptr++;
1784                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1785                                 *addr++ = svalue;
1786                                 size -= sizeof(unsigned long);
1787                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1788                                         break;
1789                         }
1790                 }
1791
1792         }
1793         *addr++ = 0x87654321;
1794 }
1795 #endif
1796
1797 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1798 {
1799         int size = obj_size(cachep);
1800         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1801
1802         memset(addr, val, size);
1803         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1804 }
1805
1806 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1807 {
1808         int i;
1809         unsigned char error = 0;
1810         int bad_count = 0;
1811
1812         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1813         for (i = 0; i < limit; i++) {
1814                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1815                         error = data[offset + i];
1816                         bad_count++;
1817                 }
1818                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1819         }
1820         printk("\n");
1821
1822         if (bad_count == 1) {
1823                 error ^= POISON_FREE;
1824                 if (!(error & (error - 1))) {
1825                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1826                                         "bad RAM.\n");
1827 #ifdef CONFIG_X86
1828                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1829                                         "test tool.\n");
1830 #else
1831                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1832 #endif
1833                 }
1834         }
1835 }
1836 #endif
1837
1838 #if DEBUG
1839
1840 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1841 {
1842         int i, size;
1843         char *realobj;
1844
1845         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1846                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1847                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1848                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1849         }
1850
1851         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1852                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1853                         *dbg_userword(cachep, objp));
1854                 print_symbol("(%s)",
1855                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1856                 printk("\n");
1857         }
1858         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1859         size = obj_size(cachep);
1860         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1861                 int limit;
1862                 limit = 16;
1863                 if (i + limit > size)
1864                         limit = size - i;
1865                 dump_line(realobj, i, limit);
1866         }
1867 }
1868
1869 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1870 {
1871         char *realobj;
1872         int size, i;
1873         int lines = 0;
1874
1875         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1876         size = obj_size(cachep);
1877
1878         for (i = 0; i < size; i++) {
1879                 char exp = POISON_FREE;
1880                 if (i == size - 1)
1881                         exp = POISON_END;
1882                 if (realobj[i] != exp) {
1883                         int limit;
1884                         /* Mismatch ! */
1885                         /* Print header */
1886                         if (lines == 0) {
1887                                 printk(KERN_ERR
1888                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1889                                         cachep->name, realobj, size);
1890                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1891                         }
1892                         /* Hexdump the affected line */
1893                         i = (i / 16) * 16;
1894                         limit = 16;
1895                         if (i + limit > size)
1896                                 limit = size - i;
1897                         dump_line(realobj, i, limit);
1898                         i += 16;
1899                         lines++;
1900                         /* Limit to 5 lines */
1901                         if (lines > 5)
1902                                 break;
1903                 }
1904         }
1905         if (lines != 0) {
1906                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1907                  * exist:
1908                  */
1909                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1910                 unsigned int objnr;
1911
1912                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1913                 if (objnr) {
1914                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1915                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1916                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1917                                realobj, size);
1918                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1919                 }
1920                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1921                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1922                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1923                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1924                                realobj, size);
1925                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1926                 }
1927         }
1928 }
1929 #endif
1930
1931 #if DEBUG
1932 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1933 {
1934         int i;
1935         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1936                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1937
1938                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1939 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1940                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1941                                         OFF_SLAB(cachep))
1942                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1943                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1944                         else
1945                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1946 #else
1947                         check_poison_obj(cachep, objp);
1948 #endif
1949                 }
1950                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1951                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1952                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1953                                            "was overwritten");
1954                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1955                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1956                                            "was overwritten");
1957                 }
1958         }
1959 }
1960 #else
1961 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1962 {
1963 }
1964 #endif
1965
1966 /**
1967  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1968  * @cachep: cache pointer being destroyed
1969  * @slabp: slab pointer being destroyed
1970  *
1971  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1972  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1973  * cache-lock is not held/needed.
1974  */
1975 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1976 {
1977         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1978
1979         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1980         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1981                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1982
1983                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1984                 slab_rcu->cachep = cachep;
1985                 slab_rcu->addr = addr;
1986                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1987         } else {
1988                 kmem_freepages(cachep, addr);
1989                 if (OFF_SLAB(cachep))
1990                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1991         }
1992 }
1993
1994 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1995 {
1996         int i;
1997         struct kmem_list3 *l3;
1998
1999         for_each_online_cpu(i)
2000             kfree(cachep->array[i]);
2001
2002         /* NUMA: free the list3 structures */
2003         for_each_online_node(i) {
2004                 l3 = cachep->nodelists[i];
2005                 if (l3) {
2006                         kfree(l3->shared);
2007                         free_alien_cache(l3->alien);
2008                         kfree(l3);
2009                 }
2010         }
2011         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2012 }
2013
2014
2015 /**
2016  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2017  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2018  * @size: size of objects to be created in this cache.
2019  * @align: required alignment for the objects.
2020  * @flags: slab allocation flags
2021  *
2022  * Also calculates the number of objects per slab.
2023  *
2024  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2025  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2026  * towards high-order requests, this should be changed.
2027  */
2028 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2029                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2030 {
2031         unsigned long offslab_limit;
2032         size_t left_over = 0;
2033         int gfporder;
2034
2035         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2036                 unsigned int num;
2037                 size_t remainder;
2038
2039                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2040                 if (!num)
2041                         continue;
2042
2043                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2044                         /*
2045                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2046                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2047                          * looping condition in cache_grow().
2048                          */
2049                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2050                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2051
2052                         if (num > offslab_limit)
2053                                 break;
2054                 }
2055
2056                 /* Found something acceptable - save it away */
2057                 cachep->num = num;
2058                 cachep->gfporder = gfporder;
2059                 left_over = remainder;
2060
2061                 /*
2062                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2063                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2064                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2065                  */
2066                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2067                         break;
2068
2069                 /*
2070                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2071                  * currently bad for the gfp()s.
2072                  */
2073                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2074                         break;
2075
2076                 /*
2077                  * Acceptable internal fragmentation?
2078                  */
2079                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2080                         break;
2081         }
2082         return left_over;
2083 }
2084
2085 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2086 {
2087         if (g_cpucache_up == FULL)
2088                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2089
2090         if (g_cpucache_up == NONE) {
2091                 /*
2092                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2093                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2094                  * further caches will BUG().
2095                  */
2096                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2097
2098                 /*
2099                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2100                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2101                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2102                  */
2103                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2104                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2105                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2106                 else
2107                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2108         } else {
2109                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2110                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2111
2112                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2113                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2114                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2115                 } else {
2116                         int node;
2117                         for_each_online_node(node) {
2118                                 cachep->nodelists[node] =
2119                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2120                                                 gfp, node);
2121                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2122                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2123                         }
2124                 }
2125         }
2126         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2127                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2128                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2129
2130         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2131         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2132         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2133         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2134         cachep->batchcount = 1;
2135         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 /**
2140  * kmem_cache_create - Create a cache.
2141  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2142  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2143  * @align: The required alignment for the objects.
2144  * @flags: SLAB flags
2145  * @ctor: A constructor for the objects.
2146  *
2147  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2148  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2149  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2150  *
2151  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2152  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2153  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2154  * therefore applications must manage it themselves.
2155  *
2156  * The flags are
2157  *
2158  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2159  * to catch references to uninitialised memory.
2160  *
2161  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2162  * for buffer overruns.
2163  *
2164  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2165  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2166  * as davem.
2167  */
2168 struct kmem_cache *
2169 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2170         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2171 {
2172         size_t left_over, slab_size, ralign;
2173         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2174         gfp_t gfp;
2175
2176         /*
2177          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2178          */
2179         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2180             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2181                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2182                                 name);
2183                 BUG();
2184         }
2185
2186         /*
2187          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2188          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2189          */
2190         if (slab_is_available()) {
2191                 get_online_cpus();
2192                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2193         }
2194
2195         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2196                 char tmp;
2197                 int res;
2198
2199                 /*
2200                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2201                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2202                  * area of the module.  Print a warning.
2203                  */
2204                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2205                 if (res) {
2206                         printk(KERN_ERR
2207                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2208                                pc->buffer_size);
2209                         continue;
2210                 }
2211
2212                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2213                         printk(KERN_ERR
2214                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2215                         dump_stack();
2216                         goto oops;
2217                 }
2218         }
2219
2220 #if DEBUG
2221         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2222 #if FORCED_DEBUG
2223         /*
2224          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2225          * large objects, if the increased size would increase the object size
2226          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2227          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2228          */
2229         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2230                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2231                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2232         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2233                 flags |= SLAB_POISON;
2234 #endif
2235         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2236                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2237 #endif
2238         /*
2239          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2240          * isn't available.
2241          */
2242         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2243
2244         /*
2245          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2246          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2247          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2248          */
2249         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2250                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2251                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2252         }
2253
2254         /* calculate the final buffer alignment: */
2255
2256         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2257         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2258                 /*
2259                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2260                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2261                  * one cacheline.
2262                  */
2263                 ralign = cache_line_size();
2264                 while (size <= ralign / 2)
2265                         ralign /= 2;
2266         } else {
2267                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2268         }
2269
2270         /*
2271          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2272          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2273          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2274          */
2275         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2276                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2277
2278         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2279                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2280                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2281                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2282                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2283                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2284         }
2285
2286         /* 2) arch mandated alignment */
2287         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2288                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2289         }
2290         /* 3) caller mandated alignment */
2291         if (ralign < align) {
2292                 ralign = align;
2293         }
2294         /* disable debug if necessary */
2295         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2296                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2297         /*
2298          * 4) Store it.
2299          */
2300         align = ralign;
2301
2302         if (slab_is_available())
2303                 gfp = GFP_KERNEL;
2304         else
2305                 gfp = GFP_NOWAIT;
2306
2307         /* Get cache's description obj. */
2308         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2309         if (!cachep)
2310                 goto oops;
2311
2312 #if DEBUG
2313         cachep->obj_size = size;
2314
2315         /*
2316          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2317          * into align above.
2318          */
2319         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2320                 /* add space for red zone words */
2321                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2322                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2323         }
2324         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2325                 /* user store requires one word storage behind the end of
2326                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2327                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2328                  */
2329                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2330                         size += REDZONE_ALIGN;
2331                 else
2332                         size += BYTES_PER_WORD;
2333         }
2334 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2335         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2336             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2337                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2338                 size = PAGE_SIZE;
2339         }
2340 #endif
2341 #endif
2342
2343         /*
2344          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2345          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2346          * it too early on.)
2347          */
2348         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2349                 /*
2350                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2351                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2352                  */
2353                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2354
2355         size = ALIGN(size, align);
2356
2357         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2358
2359         if (!cachep->num) {
2360                 printk(KERN_ERR
2361                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2362                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2363                 cachep = NULL;
2364                 goto oops;
2365         }
2366         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2367                           + sizeof(struct slab), align);
2368
2369         /*
2370          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2371          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2372          */
2373         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2374                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2375                 left_over -= slab_size;
2376         }
2377
2378         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2379                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2380                 slab_size =
2381                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2382         }
2383
2384         cachep->colour_off = cache_line_size();
2385         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2386         if (cachep->colour_off < align)
2387                 cachep->colour_off = align;
2388         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2389         cachep->slab_size = slab_size;
2390         cachep->flags = flags;
2391         cachep->gfpflags = 0;
2392         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2393                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2394         cachep->buffer_size = size;
2395         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2396
2397         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2398                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2399                 /*
2400                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2401                  * But since we go off slab only for object size greater than
2402                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2403                  * this should not happen at all.
2404                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2405                  */
2406                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2407         }
2408         cachep->ctor = ctor;
2409         cachep->name = name;
2410
2411         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2412                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2413                 cachep = NULL;
2414                 goto oops;
2415         }
2416
2417         /* cache setup completed, link it into the list */
2418         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2419 oops:
2420         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2421                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2422                       name);
2423         if (slab_is_available()) {
2424                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2425                 put_online_cpus();
2426         }
2427         return cachep;
2428 }
2429 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2430
2431 #if DEBUG
2432 static void check_irq_off(void)
2433 {
2434         BUG_ON(!irqs_disabled());
2435 }
2436
2437 static void check_irq_on(void)
2438 {
2439         BUG_ON(irqs_disabled());
2440 }
2441
2442 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2443 {
2444 #ifdef CONFIG_SMP
2445         check_irq_off();
2446         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2447 #endif
2448 }
2449
2450 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2451 {
2452 #ifdef CONFIG_SMP
2453         check_irq_off();
2454         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2455 #endif
2456 }
2457
2458 #else
2459 #define check_irq_off() do { } while(0)
2460 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2461 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2462 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2463 #endif
2464
2465 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2466                         struct array_cache *ac,
2467                         int force, int node);
2468
2469 static void do_drain(void *arg)
2470 {
2471         struct kmem_cache *cachep = arg;
2472         struct array_cache *ac;
2473         int node = numa_node_id();
2474
2475         check_irq_off();
2476         ac = cpu_cache_get(cachep);
2477         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2478         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2479         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2480         ac->avail = 0;
2481 }
2482
2483 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2484 {
2485         struct kmem_list3 *l3;
2486         int node;
2487
2488         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2489         check_irq_on();
2490         for_each_online_node(node) {
2491                 l3 = cachep->nodelists[node];
2492                 if (l3 && l3->alien)
2493                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2494         }
2495
2496         for_each_online_node(node) {
2497                 l3 = cachep->nodelists[node];
2498                 if (l3)
2499                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2500         }
2501 }
2502
2503 /*
2504  * Remove slabs from the list of free slabs.
2505  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2506  *
2507  * Returns the actual number of slabs released.
2508  */
2509 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2510                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2511 {
2512         struct list_head *p;
2513         int nr_freed;
2514         struct slab *slabp;
2515
2516         nr_freed = 0;
2517         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2518
2519                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2520                 p = l3->slabs_free.prev;
2521                 if (p == &l3->slabs_free) {
2522                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2523                         goto out;
2524                 }
2525
2526                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2527 #if DEBUG
2528                 BUG_ON(slabp->inuse);
2529 #endif
2530                 list_del(&slabp->list);
2531                 /*
2532                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2533                  * to the cache.
2534                  */
2535                 l3->free_objects -= cache->num;
2536                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2537                 slab_destroy(cache, slabp);
2538                 nr_freed++;
2539         }
2540 out:
2541         return nr_freed;
2542 }
2543
2544 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2545 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2546 {
2547         int ret = 0, i = 0;
2548         struct kmem_list3 *l3;
2549
2550         drain_cpu_caches(cachep);
2551
2552         check_irq_on();
2553         for_each_online_node(i) {
2554                 l3 = cachep->nodelists[i];
2555                 if (!l3)
2556                         continue;
2557
2558                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2559
2560                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2561                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2562         }
2563         return (ret ? 1 : 0);
2564 }
2565
2566 /**
2567  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2568  * @cachep: The cache to shrink.
2569  *
2570  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2571  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2572  */
2573 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2574 {
2575         int ret;
2576         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2577
2578         get_online_cpus();
2579         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2580         ret = __cache_shrink(cachep);
2581         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2582         put_online_cpus();
2583         return ret;
2584 }
2585 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2586
2587 /**
2588  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2589  * @cachep: the cache to destroy
2590  *
2591  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2592  *
2593  * It is expected this function will be called by a module when it is
2594  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2595  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2596  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2597  *
2598  * The cache must be empty before calling this function.
2599  *
2600  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2601  * during the kmem_cache_destroy().
2602  */
2603 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2604 {
2605         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2606
2607         /* Find the cache in the chain of caches. */
2608         get_online_cpus();
2609         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2610         /*
2611          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2612          */
2613         list_del(&cachep->next);
2614         if (__cache_shrink(cachep)) {
2615                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2616                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2617                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2618                 put_online_cpus();
2619                 return;
2620         }
2621
2622         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2623                 synchronize_rcu();
2624
2625         __kmem_cache_destroy(cachep);
2626         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2627         put_online_cpus();
2628 }
2629 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2630
2631 /*
2632  * Get the memory for a slab management obj.
2633  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2634  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2635  * come from the same cache which is getting created because,
2636  * when we are searching for an appropriate cache for these
2637  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2638  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2639  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2640  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2641  */
2642 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2643                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2644                                    int nodeid)
2645 {
2646         struct slab *slabp;
2647
2648         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2649                 /* Slab management obj is off-slab. */
2650                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2651                                               local_flags, nodeid);
2652                 /*
2653                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2654                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2655                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2656                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2657                  */
2658                 kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
2659                                    sizeof(struct list_head), local_flags);
2660                 if (!slabp)
2661                         return NULL;
2662         } else {
2663                 slabp = objp + colour_off;
2664                 colour_off += cachep->slab_size;
2665         }
2666         slabp->inuse = 0;
2667         slabp->colouroff = colour_off;
2668         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2669         slabp->nodeid = nodeid;
2670         slabp->free = 0;
2671         return slabp;
2672 }
2673
2674 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2675 {
2676         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2677 }
2678
2679 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2680                             struct slab *slabp)
2681 {
2682         int i;
2683
2684         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2685                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2686 #if DEBUG
2687                 /* need to poison the objs? */
2688                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2689                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2690                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2691                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2692
2693                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2694                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2695                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2696                 }
2697                 /*
2698                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2699                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2700                  * They must also be threaded.
2701                  */
2702                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2703                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2704
2705                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2706                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2707                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2708                                            " end of an object");
2709                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2710                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2711                                            " start of an object");
2712                 }
2713                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2714                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2715                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2716                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2717 #else
2718                 if (cachep->ctor)
2719                         cachep->ctor(objp);
2720 #endif
2721                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2722         }
2723         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2724 }
2725
2726 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2727 {
2728         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2729                 if (flags & GFP_DMA)
2730                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2731                 else
2732                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2733         }
2734 }
2735
2736 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2737                                 int nodeid)
2738 {
2739         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2740         kmem_bufctl_t next;
2741
2742         slabp->inuse++;
2743         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2744 #if DEBUG
2745         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2746         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2747 #endif
2748         slabp->free = next;
2749
2750         return objp;
2751 }
2752
2753 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2754                                 void *objp, int nodeid)
2755 {
2756         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2757
2758 #if DEBUG
2759         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2760         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2761
2762         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2763                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2764                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2765                 BUG();
2766         }
2767 #endif
2768         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2769         slabp->free = objnr;
2770         slabp->inuse--;
2771 }
2772
2773 /*
2774  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2775  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2776  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2777  */
2778 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2779                            void *addr)
2780 {
2781         int nr_pages;
2782         struct page *page;
2783
2784         page = virt_to_page(addr);
2785
2786         nr_pages = 1;
2787         if (likely(!PageCompound(page)))
2788                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2789
2790         do {
2791                 page_set_cache(page, cache);
2792                 page_set_slab(page, slab);
2793                 page++;
2794         } while (--nr_pages);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2799  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2800  */
2801 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2802                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2803 {
2804         struct slab *slabp;
2805         size_t offset;
2806         gfp_t local_flags;
2807         struct kmem_list3 *l3;
2808
2809         /*
2810          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2811          * critical path in kmem_cache_alloc().
2812          */
2813         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2814         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2815
2816         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2817         check_irq_off();
2818         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2819         spin_lock(&l3->list_lock);
2820
2821         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2822         offset = l3->colour_next;
2823         l3->colour_next++;
2824         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2825                 l3->colour_next = 0;
2826         spin_unlock(&l3->list_lock);
2827
2828         offset *= cachep->colour_off;
2829
2830         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2831                 local_irq_enable();
2832
2833         /*
2834          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2835          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2836          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2837          * will eventually be caught here (where it matters).
2838          */
2839         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2840
2841         /*
2842          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2843          * 'nodeid'.
2844          */
2845         if (!objp)
2846                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2847         if (!objp)
2848                 goto failed;
2849
2850         /* Get slab management. */
2851         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2852                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2853         if (!slabp)
2854                 goto opps1;
2855
2856         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2857
2858         cache_init_objs(cachep, slabp);
2859
2860         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2861                 local_irq_disable();
2862         check_irq_off();
2863         spin_lock(&l3->list_lock);
2864
2865         /* Make slab active. */
2866         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2867         STATS_INC_GROWN(cachep);
2868         l3->free_objects += cachep->num;
2869         spin_unlock(&l3->list_lock);
2870         return 1;
2871 opps1:
2872         kmem_freepages(cachep, objp);
2873 failed:
2874         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2875                 local_irq_disable();
2876         return 0;
2877 }
2878
2879 #if DEBUG
2880
2881 /*
2882  * Perform extra freeing checks:
2883  * - detect bad pointers.
2884  * - POISON/RED_ZONE checking
2885  */
2886 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2887 {
2888         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2889                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2890                        (unsigned long)objp);
2891                 BUG();
2892         }
2893 }
2894
2895 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2896 {
2897         unsigned long long redzone1, redzone2;
2898
2899         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2900         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2901
2902         /*
2903          * Redzone is ok.
2904          */
2905         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2906                 return;
2907
2908         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2909                 slab_error(cache, "double free detected");
2910         else
2911                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2912
2913         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2914                         obj, redzone1, redzone2);
2915 }
2916
2917 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2918                                    void *caller)
2919 {
2920         struct page *page;
2921         unsigned int objnr;
2922         struct slab *slabp;
2923
2924         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2925
2926         objp -= obj_offset(cachep);
2927         kfree_debugcheck(objp);
2928         page = virt_to_head_page(objp);
2929
2930         slabp = page_get_slab(page);
2931
2932         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2933                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2934                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2935                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2936         }
2937         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2938                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2939
2940         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2941
2942         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2943         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2944
2945 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2946         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2947 #endif
2948         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2949 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2950                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2951                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2952                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2953                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2954                 } else {
2955                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2956                 }
2957 #else
2958                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2959 #endif
2960         }
2961         return objp;
2962 }
2963
2964 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2965 {
2966         kmem_bufctl_t i;
2967         int entries = 0;
2968
2969         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2970         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2971                 entries++;
2972                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2973                         goto bad;
2974         }
2975         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2976 bad:
2977                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2978                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2979                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2980                 for (i = 0;
2981                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2982                      i++) {
2983                         if (i % 16 == 0)
2984                                 printk("\n%03x:", i);
2985                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2986                 }
2987                 printk("\n");
2988                 BUG();
2989         }
2990 }
2991 #else
2992 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2993 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2994 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2995 #endif
2996
2997 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2998 {
2999         int batchcount;
3000         struct kmem_list3 *l3;
3001         struct array_cache *ac;
3002         int node;
3003
3004 retry:
3005         check_irq_off();
3006         node = numa_node_id();
3007         ac = cpu_cache_get(cachep);
3008         batchcount = ac->batchcount;
3009         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3010                 /*
3011                  * If there was little recent activity on this cache, then
3012                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3013                  * refill bouncing.
3014                  */
3015                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3016         }
3017         l3 = cachep->nodelists[node];
3018
3019         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3020         spin_lock(&l3->list_lock);
3021
3022         /* See if we can refill from the shared array */
3023         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
3024                 goto alloc_done;
3025
3026         while (batchcount > 0) {
3027                 struct list_head *entry;
3028                 struct slab *slabp;
3029                 /* Get slab alloc is to come from. */
3030                 entry = l3->slabs_partial.next;
3031                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3032                         l3->free_touched = 1;
3033                         entry = l3->slabs_free.next;
3034                         if (entry == &l3->slabs_free)
3035                                 goto must_grow;
3036                 }
3037
3038                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3039                 check_slabp(cachep, slabp);
3040                 check_spinlock_acquired(cachep);
3041
3042                 /*
3043                  * The slab was either on partial or free list so
3044                  * there must be at least one object available for
3045                  * allocation.
3046                  */
3047                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3048
3049                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3050                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3051                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3052                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3053
3054                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3055                                                             node);
3056                 }
3057                 check_slabp(cachep, slabp);
3058
3059                 /* move slabp to correct slabp list: */
3060                 list_del(&slabp->list);
3061                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3062                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3063                 else
3064                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3065         }
3066
3067 must_grow:
3068         l3->free_objects -= ac->avail;
3069 alloc_done:
3070         spin_unlock(&l3->list_lock);
3071
3072         if (unlikely(!ac->avail)) {
3073                 int x;
3074                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3075
3076                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3077                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3078                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3079                         return NULL;
3080
3081                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3082                         goto retry;
3083         }
3084         ac->touched = 1;
3085         return ac->entry[--ac->avail];
3086 }
3087
3088 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3089                                                 gfp_t flags)
3090 {
3091         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3092 #if DEBUG
3093         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3094 #endif
3095 }
3096
3097 #if DEBUG
3098 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3099                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3100 {
3101         if (!objp)
3102                 return objp;
3103         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3104 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3105                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3106                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3107                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3108                 else
3109                         check_poison_obj(cachep, objp);
3110 #else
3111                 check_poison_obj(cachep, objp);
3112 #endif
3113                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3114         }
3115         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3116                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3117
3118         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3119                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3120                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3121                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3122                                                 " object was overwritten");
3123                         printk(KERN_ERR
3124                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3125                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3126                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3127                 }
3128                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3129                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3130         }
3131 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3132         {
3133                 struct slab *slabp;
3134                 unsigned objnr;
3135
3136                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3137                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3138                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3139         }
3140 #endif
3141         objp += obj_offset(cachep);
3142         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3143                 cachep->ctor(objp);
3144 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3145         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3146                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3147                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3148         }
3149 #endif
3150         return objp;
3151 }
3152 #else
3153 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3154 #endif
3155
3156 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3157 {
3158         if (cachep == &cache_cache)
3159                 return false;
3160
3161         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3162 }
3163
3164 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3165 {
3166         void *objp;
3167         struct array_cache *ac;
3168
3169         check_irq_off();
3170
3171         ac = cpu_cache_get(cachep);
3172         if (likely(ac->avail)) {
3173                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3174                 ac->touched = 1;
3175                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3176         } else {
3177                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3178                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3179         }
3180         /*
3181          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3182          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3183          * treat the array pointers as a reference to the object.
3184          */
3185         kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3186         return objp;
3187 }
3188
3189 #ifdef CONFIG_NUMA
3190 /*
3191  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3192  *
3193  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3194  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3195  */
3196 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3197 {
3198         int nid_alloc, nid_here;
3199
3200         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3201                 return NULL;
3202         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3203         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3204                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3205         else if (current->mempolicy)
3206                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3207         if (nid_alloc != nid_here)
3208                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3209         return NULL;
3210 }
3211
3212 /*
3213  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3214  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3215  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3216  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3217  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3218  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3219  */
3220 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3221 {
3222         struct zonelist *zonelist;
3223         gfp_t local_flags;
3224         struct zoneref *z;
3225         struct zone *zone;
3226         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3227         void *obj = NULL;
3228         int nid;
3229
3230         if (flags & __GFP_THISNODE)
3231                 return NULL;
3232
3233         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3234         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3235
3236 retry:
3237         /*
3238          * Look through allowed nodes for objects available
3239          * from existing per node queues.
3240          */
3241         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3242                 nid = zone_to_nid(zone);
3243
3244                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3245                         cache->nodelists[nid] &&
3246                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3247                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3248                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3249                                 if (obj)
3250                                         break;
3251                 }
3252         }
3253
3254         if (!obj) {
3255                 /*
3256                  * This allocation will be performed within the constraints
3257                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3258                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3259                  * set and go into memory reserves if necessary.
3260                  */
3261                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3262                         local_irq_enable();
3263                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3264                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3265                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3266                         local_irq_disable();
3267                 if (obj) {
3268                         /*
3269                          * Insert into the appropriate per node queues
3270                          */
3271                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3272                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3273                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3274                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3275                                 if (!obj)
3276                                         /*
3277                                          * Another processor may allocate the
3278                                          * objects in the slab since we are
3279                                          * not holding any locks.
3280                                          */
3281                                         goto retry;
3282                         } else {
3283                                 /* cache_grow already freed obj */
3284                                 obj = NULL;
3285                         }
3286                 }
3287         }
3288         return obj;
3289 }
3290
3291 /*
3292  * A interface to enable slab creation on nodeid
3293  */
3294 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3295                                 int nodeid)
3296 {
3297         struct list_head *entry;
3298         struct slab *slabp;
3299         struct kmem_list3 *l3;
3300         void *obj;
3301         int x;
3302
3303         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3304         BUG_ON(!l3);
3305
3306 retry:
3307         check_irq_off();
3308         spin_lock(&l3->list_lock);
3309         entry = l3->slabs_partial.next;
3310         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3311                 l3->free_touched = 1;
3312                 entry = l3->slabs_free.next;
3313                 if (entry == &l3->slabs_free)
3314                         goto must_grow;
3315         }
3316
3317         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3318         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3319         check_slabp(cachep, slabp);
3320
3321         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3322         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3323         STATS_SET_HIGH(cachep);
3324
3325         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3326
3327         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3328         check_slabp(cachep, slabp);
3329         l3->free_objects--;
3330         /* move slabp to correct slabp list: */
3331         list_del(&slabp->list);
3332
3333         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3334                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3335         else
3336                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3337
3338         spin_unlock(&l3->list_lock);
3339         goto done;
3340
3341 must_grow:
3342         spin_unlock(&l3->list_lock);
3343         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3344         if (x)
3345                 goto retry;
3346
3347         return fallback_alloc(cachep, flags);
3348
3349 done:
3350         return obj;
3351 }
3352
3353 /**
3354  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3355  * @cachep: The cache to allocate from.
3356  * @flags: See kmalloc().
3357  * @nodeid: node number of the target node.
3358  * @caller: return address of caller, used for debug information
3359  *
3360  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3361  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3362  *
3363  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3364  */
3365 static __always_inline void *
3366 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3367                    void *caller)
3368 {
3369         unsigned long save_flags;
3370         void *ptr;
3371
3372         flags &= slab_gfp_mask;
3373
3374         lockdep_trace_alloc(flags);
3375
3376         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3377                 return NULL;
3378
3379         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3380         local_irq_save(save_flags);
3381
3382         if (unlikely(nodeid == -1))
3383                 nodeid = numa_node_id();
3384
3385         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3386                 /* Node not bootstrapped yet */
3387                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3388                 goto out;
3389         }
3390
3391         if (nodeid == numa_node_id()) {
3392                 /*
3393                  * Use the locally cached objects if possible.
3394                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3395                  * to other nodes. It may fail while we still have
3396                  * objects on other nodes available.
3397                  */
3398                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3399                 if (ptr)
3400                         goto out;
3401         }
3402         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3403         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3404   out:
3405         local_irq_restore(save_flags);
3406         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3407         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3408                                  flags);
3409
3410         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3411                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3412
3413         return ptr;
3414 }
3415
3416 static __always_inline void *
3417 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3418 {
3419         void *objp;
3420
3421         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3422                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3423                 if (objp)
3424                         goto out;
3425         }
3426         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3427
3428         /*
3429          * We may just have run out of memory on the local node.
3430          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3431          */
3432         if (!objp)
3433                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3434
3435   out:
3436         return objp;
3437 }
3438 #else
3439
3440 static __always_inline void *
3441 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3442 {
3443         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3444 }
3445
3446 #endif /* CONFIG_NUMA */
3447
3448 static __always_inline void *
3449 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3450 {
3451         unsigned long save_flags;
3452         void *objp;
3453
3454         flags &= slab_gfp_mask;
3455
3456         lockdep_trace_alloc(flags);
3457
3458         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3459                 return NULL;
3460
3461         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3462         local_irq_save(save_flags);
3463         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3464         local_irq_restore(save_flags);
3465         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3466         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3467                                  flags);
3468         prefetchw(objp);
3469
3470         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3471                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3472
3473         return objp;
3474 }
3475
3476 /*
3477  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3478  */
3479 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3480                        int node)
3481 {
3482         int i;
3483         struct kmem_list3 *l3;
3484
3485         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3486                 void *objp = objpp[i];
3487                 struct slab *slabp;
3488
3489                 slabp = virt_to_slab(objp);
3490                 l3 = cachep->nodelists[node];
3491                 list_del(&slabp->list);
3492                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3493                 check_slabp(cachep, slabp);
3494                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3495                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3496                 l3->free_objects++;
3497                 check_slabp(cachep, slabp);
3498
3499                 /* fixup slab chains */
3500                 if (slabp->inuse == 0) {
3501                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3502                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3503                                 /* No need to drop any previously held
3504                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3505                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3506                                  * a different cache, refer to comments before
3507                                  * alloc_slabmgmt.
3508                                  */
3509                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3510                         } else {
3511                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3512                         }
3513                 } else {
3514                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3515                          * partial list on free - maximum time for the
3516                          * other objects to be freed, too.
3517                          */
3518                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3519                 }
3520         }
3521 }
3522
3523 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3524 {
3525         int batchcount;
3526         struct kmem_list3 *l3;
3527         int node = numa_node_id();
3528
3529         batchcount = ac->batchcount;
3530 #if DEBUG
3531         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3532 #endif
3533         check_irq_off();
3534         l3 = cachep->nodelists[node];
3535         spin_lock(&l3->list_lock);
3536         if (l3->shared) {
3537                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3538                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3539                 if (max) {
3540                         if (batchcount > max)
3541                                 batchcount = max;
3542                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3543                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3544                         shared_array->avail += batchcount;
3545                         goto free_done;
3546                 }
3547         }
3548
3549         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3550 free_done:
3551 #if STATS
3552         {
3553                 int i = 0;
3554                 struct list_head *p;
3555
3556                 p = l3->slabs_free.next;
3557                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3558                         struct slab *slabp;
3559
3560                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3561                         BUG_ON(slabp->inuse);
3562
3563                         i++;
3564                         p = p->next;
3565                 }
3566                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3567         }
3568 #endif
3569         spin_unlock(&l3->list_lock);
3570         ac->avail -= batchcount;
3571         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3572 }
3573
3574 /*
3575  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3576  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3577  */
3578 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3579 {
3580         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3581
3582         check_irq_off();
3583         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3584         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3585
3586         /*
3587          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3588          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3589          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3590          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3591          * the cache.
3592          */
3593         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3594                 return;
3595
3596         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3597                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3598                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3599                 return;
3600         } else {
3601                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3602                 cache_flusharray(cachep, ac);
3603                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3604         }
3605 }
3606
3607 /**
3608  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3609  * @cachep: The cache to allocate from.
3610  * @flags: See kmalloc().
3611  *
3612  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3613  * if the cache has no available objects.
3614  */
3615 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3616 {
3617         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3618
3619         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3620                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3625
3626 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3627 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3628 {
3629         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3630 }
3631 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3632 #endif
3633
3634 /**
3635  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3636  * @cachep: the cache we're checking against
3637  * @ptr: pointer to validate
3638  *
3639  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3640  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3641  * part of the slab cache in question, but it at least
3642  * validates that the pointer can be dereferenced and
3643  * looks half-way sane.
3644  *
3645  * Currently only used for dentry validation.
3646  */
3647 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3648 {
3649         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3650         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3651         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3652         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3653         struct page *page;
3654
3655         if (unlikely(addr < min_addr))
3656                 goto out;
3657         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3658                 goto out;
3659         if (unlikely(addr & align_mask))
3660                 goto out;
3661         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3662                 goto out;
3663         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3664                 goto out;
3665         page = virt_to_page(ptr);
3666         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3667                 goto out;
3668         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3669                 goto out;
3670         return 1;
3671 out:
3672         return 0;
3673 }
3674
3675 #ifdef CONFIG_NUMA
3676 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3677 {
3678         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3679                                        __builtin_return_address(0));
3680
3681         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3682                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3683                                     flags, nodeid);
3684
3685         return ret;
3686 }
3687 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3688
3689 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3690 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3691                                     gfp_t flags,
3692                                     int nodeid)
3693 {
3694         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3695                                   __builtin_return_address(0));
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3698 #endif
3699
3700 static __always_inline void *
3701 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3702 {
3703         struct kmem_cache *cachep;
3704         void *ret;
3705
3706         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3707         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3708                 return cachep;
3709         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3710
3711         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3712                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3713
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3718 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3719 {
3720         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3721                         __builtin_return_address(0));
3722 }
3723 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3724
3725 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3726                 int node, unsigned long caller)
3727 {
3728         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3731 #else
3732 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3733 {
3734         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3735 }
3736 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3737 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3738 #endif /* CONFIG_NUMA */
3739
3740 /**
3741  * __do_kmalloc - allocate memory
3742  * @size: how many bytes of memory are required.
3743  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3744  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3745  */
3746 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3747                                           void *caller)
3748 {
3749         struct kmem_cache *cachep;
3750         void *ret;
3751
3752         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3753          * __ with kmem_.
3754          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3755          * functions.
3756          */
3757         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3758         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3759                 return cachep;
3760         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3761
3762         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3763                       size, cachep->buffer_size, flags);
3764
3765         return ret;
3766 }
3767
3768
3769 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3770 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3771 {
3772         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3773 }
3774 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3775
3776 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3777 {
3778         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3779 }
3780 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3781
3782 #else
3783 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3784 {
3785         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3786 }
3787 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3788 #endif
3789
3790 /**
3791  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3792  * @cachep: The cache the allocation was from.
3793  * @objp: The previously allocated object.
3794  *
3795  * Free an object which was previously allocated from this
3796  * cache.
3797  */
3798 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3799 {
3800         unsigned long flags;
3801
3802         local_irq_save(flags);
3803         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3804         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3805                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3806         __cache_free(cachep, objp);
3807         local_irq_restore(flags);
3808
3809         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3812
3813 /**
3814  * kfree - free previously allocated memory
3815  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3816  *
3817  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3818  *
3819  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3820  * or you will run into trouble.
3821  */
3822 void kfree(const void *objp)
3823 {
3824         struct kmem_cache *c;
3825         unsigned long flags;
3826
3827         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3828
3829         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3830                 return;
3831         local_irq_save(flags);
3832         kfree_debugcheck(objp);
3833         c = virt_to_cache(objp);
3834         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3835         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3836         __cache_free(c, (void *)objp);
3837         local_irq_restore(flags);
3838 }
3839 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3840
3841 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3842 {
3843         return obj_size(cachep);
3844 }
3845 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3846
3847 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3848 {
3849         return cachep->name;
3850 }
3851 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3852
3853 /*
3854  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3855  */
3856 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3857 {
3858         int node;
3859         struct kmem_list3 *l3;
3860         struct array_cache *new_shared;
3861         struct array_cache **new_alien = NULL;
3862
3863         for_each_online_node(node) {
3864
3865                 if (use_alien_caches) {
3866                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3867                         if (!new_alien)
3868                                 goto fail;
3869                 }
3870
3871                 new_shared = NULL;
3872                 if (cachep->shared) {
3873                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3874                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3875                                         0xbaadf00d, gfp);
3876                         if (!new_shared) {
3877                                 free_alien_cache(new_alien);
3878                                 goto fail;
3879                         }
3880                 }
3881
3882                 l3 = cachep->nodelists[node];
3883                 if (l3) {
3884                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3885
3886                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3887
3888                         if (shared)
3889                                 free_block(cachep, shared->entry,
3890                                                 shared->avail, node);
3891
3892                         l3->shared = new_shared;
3893                         if (!l3->alien) {
3894                                 l3->alien = new_alien;
3895                                 new_alien = NULL;
3896                         }
3897                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3898                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3899                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3900                         kfree(shared);
3901                         free_alien_cache(new_alien);
3902                         continue;
3903                 }
3904                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3905                 if (!l3) {
3906                         free_alien_cache(new_alien);
3907                         kfree(new_shared);
3908                         goto fail;
3909                 }
3910
3911                 kmem_list3_init(l3);
3912                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3913                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3914                 l3->shared = new_shared;
3915                 l3->alien = new_alien;
3916                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3917                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3918                 cachep->nodelists[node] = l3;
3919         }
3920         return 0;
3921
3922 fail:
3923         if (!cachep->next.next) {
3924                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3925                 node--;
3926                 while (node >= 0) {
3927                         if (cachep->nodelists[node]) {
3928                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3929
3930                                 kfree(l3->shared);
3931                                 free_alien_cache(l3->alien);
3932                                 kfree(l3);
3933                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3934                         }
3935                         node--;
3936                 }
3937         }
3938         return -ENOMEM;
3939 }
3940
3941 struct ccupdate_struct {
3942         struct kmem_cache *cachep;
3943         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3944 };
3945
3946 static void do_ccupdate_local(void *info)
3947 {
3948         struct ccupdate_struct *new = info;
3949         struct array_cache *old;
3950
3951         check_irq_off();
3952         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3953
3954         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3955         new->new[smp_processor_id()] = old;
3956 }
3957
3958 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3959 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3960                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3961 {
3962         struct ccupdate_struct *new;
3963         int i;
3964
3965         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3966         if (!new)
3967                 return -ENOMEM;
3968
3969         for_each_online_cpu(i) {
3970                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3971                                                 batchcount, gfp);
3972                 if (!new->new[i]) {
3973                         for (i--; i >= 0; i--)
3974                                 kfree(new->new[i]);
3975                         kfree(new);
3976                         return -ENOMEM;
3977                 }
3978         }
3979         new->cachep = cachep;
3980
3981         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3982
3983         check_irq_on();
3984         cachep->batchcount = batchcount;
3985         cachep->limit = limit;
3986         cachep->shared = shared;
3987
3988         for_each_online_cpu(i) {
3989                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3990                 if (!ccold)
3991                         continue;
3992                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3993                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3994                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3995                 kfree(ccold);
3996         }
3997         kfree(new);
3998         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3999 }
4000
4001 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4002 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4003 {
4004         int err;
4005         int limit, shared;
4006
4007         /*
4008          * The head array serves three purposes:
4009          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4010          * - reduce the number of spinlock operations.
4011          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4012          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4013          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4014          * Bonwick.
4015          */
4016         if (cachep->buffer_size > 131072)
4017                 limit = 1;
4018         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4019                 limit = 8;
4020         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4021                 limit = 24;
4022         else if (cachep->buffer_size > 256)
4023                 limit = 54;
4024         else
4025                 limit = 120;
4026
4027         /*
4028          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4029          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4030          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4031          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4032          * replaces Bonwick's magazine layer.
4033          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4034          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4035          */
4036         shared = 0;
4037         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4038                 shared = 8;
4039
4040 #if DEBUG
4041         /*
4042          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4043          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4044          */
4045         if (limit > 32)
4046                 limit = 32;
4047 #endif
4048         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4049         if (err)
4050                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4051                        cachep->name, -err);
4052         return err;
4053 }
4054
4055 /*
4056  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4057  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4058  * if drain_array() is used on the shared array.
4059  */
4060 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4061                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4062 {
4063         int tofree;
4064
4065         if (!ac || !ac->avail)
4066                 return;
4067         if (ac->touched && !force) {
4068                 ac->touched = 0;
4069         } else {
4070                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4071                 if (ac->avail) {
4072                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4073                         if (tofree > ac->avail)
4074                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4075                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4076                         ac->avail -= tofree;
4077                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4078                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4079                 }
4080                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4081         }
4082 }
4083
4084 /**
4085  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4086  * @w: work descriptor
4087  *
4088  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4089  * Purpose:
4090  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4091  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4092  *
4093  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4094  * again on the next iteration.
4095  */
4096 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4097 {
4098         struct kmem_cache *searchp;
4099         struct kmem_list3 *l3;
4100         int node = numa_node_id();
4101         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4102
4103         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4104                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4105                 goto out;
4106
4107         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4108                 check_irq_on();
4109
4110                 /*
4111                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4112                  * have established with reasonable certainty that
4113                  * we can do some work if the lock was obtained.
4114                  */
4115                 l3 = searchp->nodelists[node];
4116
4117                 reap_alien(searchp, l3);
4118
4119                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4120
4121                 /*
4122                  * These are racy checks but it does not matter
4123                  * if we skip one check or scan twice.
4124                  */
4125                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4126                         goto next;
4127
4128                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4129
4130                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4131
4132                 if (l3->free_touched)
4133                         l3->free_touched = 0;
4134                 else {
4135                         int freed;
4136
4137                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4138                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4139                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4140                 }
4141 next:
4142                 cond_resched();
4143         }
4144         check_irq_on();
4145         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4146         next_reap_node();
4147 out:
4148         /* Set up the next iteration */
4149         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4150 }
4151
4152 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4153
4154 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4155 {
4156         /*
4157          * Output format version, so at least we can change it
4158          * without _too_ many complaints.
4159          */
4160 #if STATS
4161         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4162 #else
4163         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4164 #endif
4165         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4166                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4167         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4168         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4169 #if STATS
4170         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4171                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4172         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4173 #endif
4174         seq_putc(m, '\n');
4175 }
4176
4177 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4178 {
4179         loff_t n = *pos;
4180
4181         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4182         if (!n)
4183                 print_slabinfo_header(m);
4184
4185         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4186 }
4187
4188 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4189 {
4190         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4191 }
4192
4193 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4194 {
4195         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4196 }
4197
4198 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4199 {
4200         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4201         struct slab *slabp;
4202         unsigned long active_objs;
4203         unsigned long num_objs;
4204         unsigned long active_slabs = 0;
4205         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4206         const char *name;
4207         char *error = NULL;
4208         int node;
4209         struct kmem_list3 *l3;
4210
4211         active_objs = 0;
4212         num_slabs = 0;
4213         for_each_online_node(node) {
4214                 l3 = cachep->nodelists[node];
4215                 if (!l3)
4216                         continue;
4217
4218                 check_irq_on();
4219                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4220
4221                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4222                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4223                                 error = "slabs_full accounting error";
4224                         active_objs += cachep->num;
4225                         active_slabs++;
4226                 }
4227                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4228                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4229                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4230                         if (!slabp->inuse && !error)
4231                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4232                         active_objs += slabp->inuse;
4233                         active_slabs++;
4234                 }
4235                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4236                         if (slabp->inuse && !error)
4237                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4238                         num_slabs++;
4239                 }
4240                 free_objects += l3->free_objects;
4241                 if (l3->shared)
4242                         shared_avail += l3->shared->avail;
4243
4244                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4245         }
4246         num_slabs += active_slabs;
4247         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4248         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4249                 error = "free_objects accounting error";
4250
4251         name = cachep->name;
4252         if (error)
4253                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4254
4255         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4256                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4257                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4258         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4259                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4260         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4261                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4262 #if STATS
4263         {                       /* list3 stats */
4264                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4265                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4266                 unsigned long grown = cachep->grown;
4267                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4268                 unsigned long errors = cachep->errors;
4269                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4270                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4271                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4272                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4273
4274                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4275                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4276                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4277                                 node_frees, overflows);
4278         }
4279         /* cpu stats */
4280         {
4281                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4282                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4283                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4284                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4285
4286                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4287                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4288         }
4289 #endif
4290         seq_putc(m, '\n');
4291         return 0;
4292 }
4293
4294 /*
4295  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4296  *
4297  * Output layout:
4298  * cache-name
4299  * num-active-objs
4300  * total-objs
4301  * object size
4302  * num-active-slabs
4303  * total-slabs
4304  * num-pages-per-slab
4305  * + further values on SMP and with statistics enabled
4306  */
4307
4308 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4309         .start = s_start,
4310         .next = s_next,
4311         .stop = s_stop,
4312         .show = s_show,
4313 };
4314
4315 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4316 /**
4317  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4318  * @file: unused
4319  * @buffer: user buffer
4320  * @count: data length
4321  * @ppos: unused
4322  */
4323 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4324                        size_t count, loff_t *ppos)
4325 {
4326         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4327         int limit, batchcount, shared, res;
4328         struct kmem_cache *cachep;
4329
4330         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4331                 return -EINVAL;
4332         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4333                 return -EFAULT;
4334         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4335
4336         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4337         if (!tmp)
4338                 return -EINVAL;
4339         *tmp = '\0';
4340         tmp++;
4341         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4342                 return -EINVAL;
4343
4344         /* Find the cache in the chain of caches. */
4345         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4346         res = -EINVAL;
4347         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4348                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4349                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4350                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4351                                 res = 0;
4352                         } else {
4353                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4354                                                        batchcount, shared,
4355                                                        GFP_KERNEL);
4356                         }
4357                         break;
4358                 }
4359         }
4360         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4361         if (res >= 0)
4362                 res = count;
4363         return res;
4364 }
4365
4366 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4367 {
4368         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4369 }
4370
4371 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4372         .open           = slabinfo_open,
4373         .read           = seq_read,
4374         .write          = slabinfo_write,
4375         .llseek         = seq_lseek,
4376         .release        = seq_release,
4377 };
4378
4379 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4380
4381 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4382 {
4383         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4384         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4385 }
4386
4387 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4388 {
4389         unsigned long *p;
4390         int l;
4391         if (!v)
4392                 return 1;
4393         l = n[1];
4394         p = n + 2;
4395         while (l) {
4396                 int i = l/2;
4397                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4398                 if (*q == v) {
4399                         q[1]++;
4400                         return 1;
4401                 }
4402                 if (*q > v) {
4403                         l = i;
4404                 } else {
4405                         p = q + 2;
4406                         l -= i + 1;
4407                 }
4408         }
4409         if (++n[1] == n[0])
4410                 return 0;
4411         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4412         p[0] = v;
4413         p[1] = 1;
4414         return 1;
4415 }
4416
4417 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4418 {
4419         void *p;
4420         int i;
4421         if (n[0] == n[1])
4422                 return;
4423         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4424                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4425                         continue;
4426                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4427                         return;
4428         }
4429 }
4430
4431 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4432 {
4433 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4434         unsigned long offset, size;
4435         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4436
4437         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4438                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4439                 if (modname[0])
4440                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4441                 return;
4442         }
4443 #endif
4444         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4445 }
4446
4447 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4448 {
4449         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4450         struct slab *slabp;
4451         struct kmem_list3 *l3;
4452         const char *name;
4453         unsigned long *n = m->private;
4454         int node;
4455         int i;
4456
4457         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4458                 return 0;
4459         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4460                 return 0;
4461
4462         /* OK, we can do it */
4463
4464         n[1] = 0;
4465
4466         for_each_online_node(node) {
4467                 l3 = cachep->nodelists[node];
4468                 if (!l3)
4469                         continue;
4470
4471                 check_irq_on();
4472                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4473
4474                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4475                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4476                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4477                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4478                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4479         }
4480         name = cachep->name;
4481         if (n[0] == n[1]) {
4482                 /* Increase the buffer size */
4483                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4484                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4485                 if (!m->private) {
4486                         /* Too bad, we are really out */
4487                         m->private = n;
4488                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4489                         return -ENOMEM;
4490                 }
4491                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4492                 kfree(n);
4493                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4494                 /* Now make sure this entry will be retried */
4495                 m->count = m->size;
4496                 return 0;
4497         }
4498         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4499                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4500                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4501                 seq_putc(m, '\n');
4502         }
4503
4504         return 0;
4505 }
4506
4507 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4508         .start = leaks_start,
4509         .next = s_next,
4510         .stop = s_stop,
4511         .show = leaks_show,
4512 };
4513
4514 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4515 {
4516         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4517         int ret = -ENOMEM;
4518         if (n) {
4519                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4520                 if (!ret) {
4521                         struct seq_file *m = file->private_data;
4522                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4523                         m->private = n;
4524                         n = NULL;
4525                 }
4526                 kfree(n);
4527         }
4528         return ret;
4529 }
4530
4531 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4532         .open           = slabstats_open,
4533         .read           = seq_read,
4534         .llseek         = seq_lseek,
4535         .release        = seq_release_private,
4536 };
4537 #endif
4538
4539 static int __init slab_proc_init(void)
4540 {
4541         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4542 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4543         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4544 #endif
4545         return 0;
4546 }
4547 module_init(slab_proc_init);
4548 #endif
4549
4550 /**
4551  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4552  * @objp: Pointer to the object
4553  *
4554  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4555  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4556  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4557  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4558  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4559  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4560  * must not be freed during the duration of the call.
4561  */
4562 size_t ksize(const void *objp)
4563 {
4564         BUG_ON(!objp);
4565         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4566                 return 0;
4567
4568         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4569 }
4570 EXPORT_SYMBOL(ksize);