1e523ed47c619d385465a7080f44fabe68d115cb
[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/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <asm/cacheflush.h>
121 #include        <asm/tlbflush.h>
122 #include        <asm/page.h>
123
124 /*
125  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
126  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
127  *
128  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
129  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
130  *
131  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
132  */
133
134 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
135 #define DEBUG           1
136 #define STATS           1
137 #define FORCED_DEBUG    1
138 #else
139 #define DEBUG           0
140 #define STATS           0
141 #define FORCED_DEBUG    0
142 #endif
143
144 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
145 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
146 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
147
148 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
149 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
150 #endif
151
152 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
153 #if DEBUG
154 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
155                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
156                          SLAB_CACHE_DMA | \
157                          SLAB_STORE_USER | \
158                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
159                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
160                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
161 #else
162 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
163                          SLAB_CACHE_DMA | \
164                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
165                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
166                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
167 #endif
168
169 /*
170  * kmem_bufctl_t:
171  *
172  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
173  * linked offsets.
174  *
175  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
176  * slab an object belongs to.
177  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
178  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
179  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
180  * that does not use off-slab slabs.
181  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
182  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
183  * to have too many per slab.
184  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
185  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
186  */
187
188 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
189 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
190 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
191 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
192 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
193
194 /*
195  * struct slab_rcu
196  *
197  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
198  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
199  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
200  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
201  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
202  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
203  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
204  *
205  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
206  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
207  */
208 struct slab_rcu {
209         struct rcu_head head;
210         struct kmem_cache *cachep;
211         void *addr;
212 };
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         union {
223                 struct {
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                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
232         };
233 };
234
235 /*
236  * struct array_cache
237  *
238  * Purpose:
239  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
240  * - reduce the number of linked list operations
241  * - reduce spinlock operations
242  *
243  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
244  * footprint.
245  *
246  */
247 struct array_cache {
248         unsigned int avail;
249         unsigned int limit;
250         unsigned int batchcount;
251         unsigned int touched;
252         spinlock_t lock;
253         void *entry[];  /*
254                          * Must have this definition in here for the proper
255                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
256                          * the entries.
257                          */
258 };
259
260 /*
261  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
262  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
263  */
264 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
265 struct arraycache_init {
266         struct array_cache cache;
267         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
268 };
269
270 /*
271  * The slab lists for all objects.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head slabs_full;
276         struct list_head slabs_free;
277         unsigned long free_objects;
278         unsigned int free_limit;
279         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
280         spinlock_t list_lock;
281         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
282         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
283         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
284         int free_touched;               /* updated without locking */
285 };
286
287 /*
288  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
289  */
290 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
291 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
292 #define CACHE_CACHE 0
293 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
294 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
295
296 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
297                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
298 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
299                         int node);
300 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
301 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
302
303 /*
304  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
305  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
306  */
307 static __always_inline int index_of(const size_t size)
308 {
309         extern void __bad_size(void);
310
311         if (__builtin_constant_p(size)) {
312                 int i = 0;
313
314 #define CACHE(x) \
315         if (size <=x) \
316                 return i; \
317         else \
318                 i++;
319 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
320 #undef CACHE
321                 __bad_size();
322         } else
323                 __bad_size();
324         return 0;
325 }
326
327 static int slab_early_init = 1;
328
329 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
330 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
331
332 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
333 {
334         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
335         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
337         parent->shared = NULL;
338         parent->alien = NULL;
339         parent->colour_next = 0;
340         spin_lock_init(&parent->list_lock);
341         parent->free_objects = 0;
342         parent->free_touched = 0;
343 }
344
345 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
346         do {                                                            \
347                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
348                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
349         } while (0)
350
351 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
352         do {                                                            \
353         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
354         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
356         } while (0)
357
358 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
359 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
360
361 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
362 /*
363  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
364  * cpucache drain/refill cycles.
365  *
366  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
367  * which could lock up otherwise freeable slabs.
368  */
369 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
370 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
371
372 #if STATS
373 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
374 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
375 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
376 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
377 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
378 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
379         do {                                                            \
380                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
381                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
382         } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
386 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
387 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
388         do {                                                            \
389                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
390                         (x)->max_freeable = i;                          \
391         } while (0)
392 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
393 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
394 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
395 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
396 #else
397 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
399 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
400 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
401 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
402 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
405 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
406 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
411 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
412 #endif
413
414 #if DEBUG
415
416 /*
417  * memory layout of objects:
418  * 0            : objp
419  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
420  *              the end of an object is aligned with the end of the real
421  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
422  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
423  *              redzone word.
424  * cachep->obj_offset: The real object.
425  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
426  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
427  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
428  */
429 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
430 {
431         return cachep->obj_offset;
432 }
433
434 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
435 {
436         return cachep->obj_size;
437 }
438
439 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
440 {
441         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
442         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
443                                       sizeof(unsigned long long));
444 }
445
446 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
447 {
448         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
449         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
450                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
451                                               sizeof(unsigned long long) -
452                                               REDZONE_ALIGN);
453         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
454                                        sizeof(unsigned long long));
455 }
456
457 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
458 {
459         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
460         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
461 }
462
463 #else
464
465 #define obj_offset(x)                   0
466 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
467 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
468 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
469 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
470
471 #endif
472
473 #ifdef CONFIG_TRACING
474 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
475 {
476         return cachep->buffer_size;
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
479 #endif
480
481 /*
482  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
483  */
484 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
485 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
486 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
487
488 /*
489  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
490  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
491  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
492  */
493 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
494 {
495         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
496 }
497
498 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
499 {
500         page = compound_head(page);
501         BUG_ON(!PageSlab(page));
502         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
503 }
504
505 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
506 {
507         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
508 }
509
510 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
511 {
512         BUG_ON(!PageSlab(page));
513         return (struct slab *)page->lru.prev;
514 }
515
516 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
517 {
518         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
519         return page_get_cache(page);
520 }
521
522 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
523 {
524         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
525         return page_get_slab(page);
526 }
527
528 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
529                                  unsigned int idx)
530 {
531         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
532 }
533
534 /*
535  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
536  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
537  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
538  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
539  */
540 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
541                                         const struct slab *slab, void *obj)
542 {
543         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
544         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
545 }
546
547 /*
548  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
549  */
550 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
551 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
552 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
553         CACHE(ULONG_MAX)
554 #undef CACHE
555 };
556 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
557
558 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
559 struct cache_names {
560         char *name;
561         char *name_dma;
562 };
563
564 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
565 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
566 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
567         {NULL,}
568 #undef CACHE
569 };
570
571 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
572     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
573 static struct arraycache_init initarray_generic =
574     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
575
576 /* internal cache of cache description objs */
577 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
578 static struct kmem_cache cache_cache = {
579         .nodelists = cache_cache_nodelists,
580         .batchcount = 1,
581         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
582         .shared = 1,
583         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
584         .name = "kmem_cache",
585 };
586
587 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
588
589 /*
590  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
591  * until the general caches are up.
592  */
593 static enum {
594         NONE,
595         PARTIAL_AC,
596         PARTIAL_L3,
597         EARLY,
598         FULL
599 } g_cpucache_up;
600
601 /*
602  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
603  */
604 int slab_is_available(void)
605 {
606         return g_cpucache_up >= EARLY;
607 }
608
609 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
610
611 /*
612  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
613  * for other slabs "off slab".
614  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
615  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
616  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
617  *
618  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
619  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
620  * then comes back up during hotplug
621  */
622 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
623 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
624
625 static void init_node_lock_keys(int q)
626 {
627         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
628
629         if (g_cpucache_up != FULL)
630                 return;
631
632         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
633                 struct array_cache **alc;
634                 struct kmem_list3 *l3;
635                 int r;
636
637                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
638                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
639                         continue;
640                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
641                 alc = l3->alien;
642                 /*
643                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
644                  * should go away when common slab code is taught to
645                  * work even without alien caches.
646                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
647                  * for alloc_alien_cache,
648                  */
649                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
650                         continue;
651                 for_each_node(r) {
652                         if (alc[r])
653                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
654                                         &on_slab_alc_key);
655                 }
656         }
657 }
658
659 static inline void init_lock_keys(void)
660 {
661         int node;
662
663         for_each_node(node)
664                 init_node_lock_keys(node);
665 }
666 #else
667 static void init_node_lock_keys(int q)
668 {
669 }
670
671 static inline void init_lock_keys(void)
672 {
673 }
674 #endif
675
676 /*
677  * Guard access to the cache-chain.
678  */
679 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
680 static struct list_head cache_chain;
681
682 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
683
684 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
685 {
686         return cachep->array[smp_processor_id()];
687 }
688
689 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
690                                                         gfp_t gfpflags)
691 {
692         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
693
694 #if DEBUG
695         /* This happens if someone tries to call
696          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
697          * the generic caches are initialized.
698          */
699         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
700 #endif
701         if (!size)
702                 return ZERO_SIZE_PTR;
703
704         while (size > csizep->cs_size)
705                 csizep++;
706
707         /*
708          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
709          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
710          * for large kmalloc calls required.
711          */
712 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
713         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
714                 return csizep->cs_dmacachep;
715 #endif
716         return csizep->cs_cachep;
717 }
718
719 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
720 {
721         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
722 }
723
724 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
725 {
726         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
727 }
728
729 /*
730  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
731  */
732 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
733                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
734                            unsigned int *num)
735 {
736         int nr_objs;
737         size_t mgmt_size;
738         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
739
740         /*
741          * The slab management structure can be either off the slab or
742          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
743          * slab is used for:
744          *
745          * - The struct slab
746          * - One kmem_bufctl_t for each object
747          * - Padding to respect alignment of @align
748          * - @buffer_size bytes for each object
749          *
750          * If the slab management structure is off the slab, then the
751          * alignment will already be calculated into the size. Because
752          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
753          * correct alignment when allocated.
754          */
755         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
756                 mgmt_size = 0;
757                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
758
759                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
760                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
761         } else {
762                 /*
763                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
764                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
765                  * least @align. In the worst case, this result will
766                  * be one greater than the number of objects that fit
767                  * into the memory allocation when taking the padding
768                  * into account.
769                  */
770                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
771                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
772
773                 /*
774                  * This calculated number will be either the right
775                  * amount, or one greater than what we want.
776                  */
777                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
778                        > slab_size)
779                         nr_objs--;
780
781                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
782                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
783
784                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
785         }
786         *num = nr_objs;
787         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
788 }
789
790 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
791
792 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
793                         char *msg)
794 {
795         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
796                function, cachep->name, msg);
797         dump_stack();
798 }
799
800 /*
801  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
802  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
803  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
804  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
805  * line
806   */
807
808 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
809 static int __init noaliencache_setup(char *s)
810 {
811         use_alien_caches = 0;
812         return 1;
813 }
814 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
815
816 #ifdef CONFIG_NUMA
817 /*
818  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
819  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
820  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
821  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
822  */
823 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
824
825 static void init_reap_node(int cpu)
826 {
827         int node;
828
829         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
830         if (node == MAX_NUMNODES)
831                 node = first_node(node_online_map);
832
833         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
834 }
835
836 static void next_reap_node(void)
837 {
838         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
839
840         node = next_node(node, node_online_map);
841         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
842                 node = first_node(node_online_map);
843         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
844 }
845
846 #else
847 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
848 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
849 #endif
850
851 /*
852  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
853  * via the workqueue/eventd.
854  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
855  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
856  * lock.
857  */
858 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
859 {
860         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
861
862         /*
863          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
864          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
865          * at that time.
866          */
867         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
868                 init_reap_node(cpu);
869                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
870                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
871                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
872         }
873 }
874
875 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
876                                             int batchcount, gfp_t gfp)
877 {
878         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
879         struct array_cache *nc = NULL;
880
881         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
882         /*
883          * The array_cache structures contain pointers to free object.
884          * However, when such objects are allocated or transferred to another
885          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
886          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
887          * not scan such objects.
888          */
889         kmemleak_no_scan(nc);
890         if (nc) {
891                 nc->avail = 0;
892                 nc->limit = entries;
893                 nc->batchcount = batchcount;
894                 nc->touched = 0;
895                 spin_lock_init(&nc->lock);
896         }
897         return nc;
898 }
899
900 /*
901  * Transfer objects in one arraycache to another.
902  * Locking must be handled by the caller.
903  *
904  * Return the number of entries transferred.
905  */
906 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
907                 struct array_cache *from, unsigned int max)
908 {
909         /* Figure out how many entries to transfer */
910         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
911
912         if (!nr)
913                 return 0;
914
915         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
916                         sizeof(void *) *nr);
917
918         from->avail -= nr;
919         to->avail += nr;
920         return nr;
921 }
922
923 #ifndef CONFIG_NUMA
924
925 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
926 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
927
928 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
929 {
930         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
931 }
932
933 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
934 {
935 }
936
937 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
938 {
939         return 0;
940 }
941
942 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
943                 gfp_t flags)
944 {
945         return NULL;
946 }
947
948 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
949                  gfp_t flags, int nodeid)
950 {
951         return NULL;
952 }
953
954 #else   /* CONFIG_NUMA */
955
956 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
957 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
958
959 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
960 {
961         struct array_cache **ac_ptr;
962         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
963         int i;
964
965         if (limit > 1)
966                 limit = 12;
967         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
968         if (ac_ptr) {
969                 for_each_node(i) {
970                         if (i == node || !node_online(i))
971                                 continue;
972                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
973                         if (!ac_ptr[i]) {
974                                 for (i--; i >= 0; i--)
975                                         kfree(ac_ptr[i]);
976                                 kfree(ac_ptr);
977                                 return NULL;
978                         }
979                 }
980         }
981         return ac_ptr;
982 }
983
984 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
985 {
986         int i;
987
988         if (!ac_ptr)
989                 return;
990         for_each_node(i)
991             kfree(ac_ptr[i]);
992         kfree(ac_ptr);
993 }
994
995 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
996                                 struct array_cache *ac, int node)
997 {
998         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
999
1000         if (ac->avail) {
1001                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1002                 /*
1003                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1004                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1005                  * into the free lists and getting them back later.
1006                  */
1007                 if (rl3->shared)
1008                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1009
1010                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1011                 ac->avail = 0;
1012                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1018  */
1019 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1020 {
1021         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1022
1023         if (l3->alien) {
1024                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1025
1026                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1027                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1028                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1029                 }
1030         }
1031 }
1032
1033 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1034                                 struct array_cache **alien)
1035 {
1036         int i = 0;
1037         struct array_cache *ac;
1038         unsigned long flags;
1039
1040         for_each_online_node(i) {
1041                 ac = alien[i];
1042                 if (ac) {
1043                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1044                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1045                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1046                 }
1047         }
1048 }
1049
1050 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1051 {
1052         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1053         int nodeid = slabp->nodeid;
1054         struct kmem_list3 *l3;
1055         struct array_cache *alien = NULL;
1056         int node;
1057
1058         node = numa_mem_id();
1059
1060         /*
1061          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1062          * cache on this cpu.
1063          */
1064         if (likely(slabp->nodeid == node))
1065                 return 0;
1066
1067         l3 = cachep->nodelists[node];
1068         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1069         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1070                 alien = l3->alien[nodeid];
1071                 spin_lock(&alien->lock);
1072                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1073                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1074                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1075                 }
1076                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1077                 spin_unlock(&alien->lock);
1078         } else {
1079                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1080                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1081                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1082         }
1083         return 1;
1084 }
1085 #endif
1086
1087 /*
1088  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1089  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1090  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1091  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1092  * already in use.
1093  *
1094  * Must hold cache_chain_mutex.
1095  */
1096 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1097 {
1098         struct kmem_cache *cachep;
1099         struct kmem_list3 *l3;
1100         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1101
1102         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1103                 /*
1104                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1105                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1106                  * node has not already allocated this
1107                  */
1108                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1109                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1110                         if (!l3)
1111                                 return -ENOMEM;
1112                         kmem_list3_init(l3);
1113                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1114                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1115
1116                         /*
1117                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1118                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1119                          * protection here.
1120                          */
1121                         cachep->nodelists[node] = l3;
1122                 }
1123
1124                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1125                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1126                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1127                         cachep->batchcount + cachep->num;
1128                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1129         }
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1134 {
1135         struct kmem_cache *cachep;
1136         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1137         int node = cpu_to_mem(cpu);
1138         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1139
1140         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1141                 struct array_cache *nc;
1142                 struct array_cache *shared;
1143                 struct array_cache **alien;
1144
1145                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1146                 nc = cachep->array[cpu];
1147                 cachep->array[cpu] = NULL;
1148                 l3 = cachep->nodelists[node];
1149
1150                 if (!l3)
1151                         goto free_array_cache;
1152
1153                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1154
1155                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1156                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1157                 if (nc)
1158                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1159
1160                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1161                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1162                         goto free_array_cache;
1163                 }
1164
1165                 shared = l3->shared;
1166                 if (shared) {
1167                         free_block(cachep, shared->entry,
1168                                    shared->avail, node);
1169                         l3->shared = NULL;
1170                 }
1171
1172                 alien = l3->alien;
1173                 l3->alien = NULL;
1174
1175                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1176
1177                 kfree(shared);
1178                 if (alien) {
1179                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1180                         free_alien_cache(alien);
1181                 }
1182 free_array_cache:
1183                 kfree(nc);
1184         }
1185         /*
1186          * In the previous loop, all the objects were freed to
1187          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1188          * shrink each nodelist to its limit.
1189          */
1190         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1191                 l3 = cachep->nodelists[node];
1192                 if (!l3)
1193                         continue;
1194                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1195         }
1196 }
1197
1198 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1199 {
1200         struct kmem_cache *cachep;
1201         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1202         int node = cpu_to_mem(cpu);
1203         int err;
1204
1205         /*
1206          * We need to do this right in the beginning since
1207          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1208          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1209          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1210          */
1211         err = init_cache_nodelists_node(node);
1212         if (err < 0)
1213                 goto bad;
1214
1215         /*
1216          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1217          * array caches
1218          */
1219         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1220                 struct array_cache *nc;
1221                 struct array_cache *shared = NULL;
1222                 struct array_cache **alien = NULL;
1223
1224                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1225                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1226                 if (!nc)
1227                         goto bad;
1228                 if (cachep->shared) {
1229                         shared = alloc_arraycache(node,
1230                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1231                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1232                         if (!shared) {
1233                                 kfree(nc);
1234                                 goto bad;
1235                         }
1236                 }
1237                 if (use_alien_caches) {
1238                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1239                         if (!alien) {
1240                                 kfree(shared);
1241                                 kfree(nc);
1242                                 goto bad;
1243                         }
1244                 }
1245                 cachep->array[cpu] = nc;
1246                 l3 = cachep->nodelists[node];
1247                 BUG_ON(!l3);
1248
1249                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1250                 if (!l3->shared) {
1251                         /*
1252                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1253                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1254                          */
1255                         l3->shared = shared;
1256                         shared = NULL;
1257                 }
1258 #ifdef CONFIG_NUMA
1259                 if (!l3->alien) {
1260                         l3->alien = alien;
1261                         alien = NULL;
1262                 }
1263 #endif
1264                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1265                 kfree(shared);
1266                 free_alien_cache(alien);
1267         }
1268         init_node_lock_keys(node);
1269
1270         return 0;
1271 bad:
1272         cpuup_canceled(cpu);
1273         return -ENOMEM;
1274 }
1275
1276 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1277                                     unsigned long action, void *hcpu)
1278 {
1279         long cpu = (long)hcpu;
1280         int err = 0;
1281
1282         switch (action) {
1283         case CPU_UP_PREPARE:
1284         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1285                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1286                 err = cpuup_prepare(cpu);
1287                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1288                 break;
1289         case CPU_ONLINE:
1290         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1291                 start_cpu_timer(cpu);
1292                 break;
1293 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1294         case CPU_DOWN_PREPARE:
1295         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1296                 /*
1297                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1298                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1299                  * anything expensive but will only modify reap_work
1300                  * and reschedule the timer.
1301                 */
1302                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1303                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1304                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1305                 break;
1306         case CPU_DOWN_FAILED:
1307         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1308                 start_cpu_timer(cpu);
1309                 break;
1310         case CPU_DEAD:
1311         case CPU_DEAD_FROZEN:
1312                 /*
1313                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1314                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1315                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1316                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1317                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1318                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1319                  */
1320                 /* fall through */
1321 #endif
1322         case CPU_UP_CANCELED:
1323         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1324                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1325                 cpuup_canceled(cpu);
1326                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1327                 break;
1328         }
1329         return notifier_from_errno(err);
1330 }
1331
1332 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1333         &cpuup_callback, NULL, 0
1334 };
1335
1336 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1337 /*
1338  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1339  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1340  * removed.
1341  *
1342  * Must hold cache_chain_mutex.
1343  */
1344 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1345 {
1346         struct kmem_cache *cachep;
1347         int ret = 0;
1348
1349         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1350                 struct kmem_list3 *l3;
1351
1352                 l3 = cachep->nodelists[node];
1353                 if (!l3)
1354                         continue;
1355
1356                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1357
1358                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1359                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1360                         ret = -EBUSY;
1361                         break;
1362                 }
1363         }
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1368                                         unsigned long action, void *arg)
1369 {
1370         struct memory_notify *mnb = arg;
1371         int ret = 0;
1372         int nid;
1373
1374         nid = mnb->status_change_nid;
1375         if (nid < 0)
1376                 goto out;
1377
1378         switch (action) {
1379         case MEM_GOING_ONLINE:
1380                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1381                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1382                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1383                 break;
1384         case MEM_GOING_OFFLINE:
1385                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1386                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1387                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1388                 break;
1389         case MEM_ONLINE:
1390         case MEM_OFFLINE:
1391         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1392         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1393                 break;
1394         }
1395 out:
1396         return notifier_from_errno(ret);
1397 }
1398 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1399
1400 /*
1401  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1402  */
1403 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1404                                 int nodeid)
1405 {
1406         struct kmem_list3 *ptr;
1407
1408         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1409         BUG_ON(!ptr);
1410
1411         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1412         /*
1413          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1414          */
1415         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1416
1417         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1418         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1423  * size of kmem_list3.
1424  */
1425 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1426 {
1427         int node;
1428
1429         for_each_online_node(node) {
1430                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1431                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1432                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1433                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1434         }
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1439  * before smp_init().
1440  */
1441 void __init kmem_cache_init(void)
1442 {
1443         size_t left_over;
1444         struct cache_sizes *sizes;
1445         struct cache_names *names;
1446         int i;
1447         int order;
1448         int node;
1449
1450         if (num_possible_nodes() == 1)
1451                 use_alien_caches = 0;
1452
1453         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1454                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1455                 if (i < MAX_NUMNODES)
1456                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1457         }
1458         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1459
1460         /*
1461          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1462          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1463          */
1464         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1465                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1466
1467         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1468          * from caches that do not exist yet:
1469          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1470          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1471          *    cache_cache is statically allocated.
1472          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1473          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1474          *    array at the end of the bootstrap.
1475          * 2) Create the first kmalloc cache.
1476          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1477          *    An __init data area is used for the head array.
1478          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1479          *    head arrays.
1480          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1481          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1482          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1483          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1484          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1485          */
1486
1487         node = numa_mem_id();
1488
1489         /* 1) create the cache_cache */
1490         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1491         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1492         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1493         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1494         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1495
1496         /*
1497          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1498          */
1499         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1500                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1501 #if DEBUG
1502         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1503 #endif
1504         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1505                                         cache_line_size());
1506         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1507                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1508
1509         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1510                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1511                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1512                 if (cache_cache.num)
1513                         break;
1514         }
1515         BUG_ON(!cache_cache.num);
1516         cache_cache.gfporder = order;
1517         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1518         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1519                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1520
1521         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1522         sizes = malloc_sizes;
1523         names = cache_names;
1524
1525         /*
1526          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1527          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1528          * bug.
1529          */
1530
1531         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1532                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1533                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1534                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1535                                         NULL);
1536
1537         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1538                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1539                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1540                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1541                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1542                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1543                                 NULL);
1544         }
1545
1546         slab_early_init = 0;
1547
1548         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1549                 /*
1550                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1551                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1552                  * eliminates "false sharing".
1553                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1554                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1555                  */
1556                 if (!sizes->cs_cachep) {
1557                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1558                                         sizes->cs_size,
1559                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1560                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1561                                         NULL);
1562                 }
1563 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1564                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1565                                         names->name_dma,
1566                                         sizes->cs_size,
1567                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1568                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1569                                                 SLAB_PANIC,
1570                                         NULL);
1571 #endif
1572                 sizes++;
1573                 names++;
1574         }
1575         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1576         {
1577                 struct array_cache *ptr;
1578
1579                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1580
1581                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1582                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1583                        sizeof(struct arraycache_init));
1584                 /*
1585                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1586                  */
1587                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1588
1589                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1590
1591                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1592
1593                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1594                        != &initarray_generic.cache);
1595                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
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                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1603                     ptr;
1604         }
1605         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1606         {
1607                 int nid;
1608
1609                 for_each_online_node(nid) {
1610                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1611
1612                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1613                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1614
1615                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1616                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1617                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1618                         }
1619                 }
1620         }
1621
1622         g_cpucache_up = EARLY;
1623 }
1624
1625 void __init kmem_cache_init_late(void)
1626 {
1627         struct kmem_cache *cachep;
1628
1629         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1630         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1631         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1632                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1633                         BUG();
1634         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1635
1636         /* Done! */
1637         g_cpucache_up = FULL;
1638
1639         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1640         init_lock_keys();
1641
1642         /*
1643          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1644          * cpu_cache_get for all new cpus
1645          */
1646         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1647
1648 #ifdef CONFIG_NUMA
1649         /*
1650          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1651          * nodelists.
1652          */
1653         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1654 #endif
1655
1656         /*
1657          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1658          * of the kernel is not yet operational.
1659          */
1660 }
1661
1662 static int __init cpucache_init(void)
1663 {
1664         int cpu;
1665
1666         /*
1667          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1668          */
1669         for_each_online_cpu(cpu)
1670                 start_cpu_timer(cpu);
1671         return 0;
1672 }
1673 __initcall(cpucache_init);
1674
1675 /*
1676  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1677  *
1678  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1679  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1680  * would be relatively rare and ignorable.
1681  */
1682 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         int nr_pages;
1686         int i;
1687
1688 #ifndef CONFIG_MMU
1689         /*
1690          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1691          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1692          */
1693         flags |= __GFP_COMP;
1694 #endif
1695
1696         flags |= cachep->gfpflags;
1697         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1698                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1699
1700         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1701         if (!page)
1702                 return NULL;
1703
1704         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1705         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1706                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1707                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1708         else
1709                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1710                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1711         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1712                 __SetPageSlab(page + i);
1713
1714         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1715                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1716
1717                 if (cachep->ctor)
1718                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1719                 else
1720                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1721         }
1722
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         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1736
1737         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1738                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1739                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1740         else
1741                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1742                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1743         while (i--) {
1744                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1745                 __ClearPageSlab(page);
1746                 page++;
1747         }
1748         if (current->reclaim_state)
1749                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1750         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1751 }
1752
1753 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1754 {
1755         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1756         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1757
1758         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1759         if (OFF_SLAB(cachep))
1760                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1761 }
1762
1763 #if DEBUG
1764
1765 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1766 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1767                             unsigned long caller)
1768 {
1769         int size = obj_size(cachep);
1770
1771         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1772
1773         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1774                 return;
1775
1776         *addr++ = 0x12345678;
1777         *addr++ = caller;
1778         *addr++ = smp_processor_id();
1779         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1780         {
1781                 unsigned long *sptr = &caller;
1782                 unsigned long svalue;
1783
1784                 while (!kstack_end(sptr)) {
1785                         svalue = *sptr++;
1786                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1787                                 *addr++ = svalue;
1788                                 size -= sizeof(unsigned long);
1789                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1790                                         break;
1791                         }
1792                 }
1793
1794         }
1795         *addr++ = 0x87654321;
1796 }
1797 #endif
1798
1799 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1800 {
1801         int size = obj_size(cachep);
1802         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1803
1804         memset(addr, val, size);
1805         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1806 }
1807
1808 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1809 {
1810         int i;
1811         unsigned char error = 0;
1812         int bad_count = 0;
1813
1814         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1815         for (i = 0; i < limit; i++) {
1816                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1817                         error = data[offset + i];
1818                         bad_count++;
1819                 }
1820                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1821         }
1822         printk("\n");
1823
1824         if (bad_count == 1) {
1825                 error ^= POISON_FREE;
1826                 if (!(error & (error - 1))) {
1827                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1828                                         "bad RAM.\n");
1829 #ifdef CONFIG_X86
1830                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1831                                         "test tool.\n");
1832 #else
1833                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1834 #endif
1835                 }
1836         }
1837 }
1838 #endif
1839
1840 #if DEBUG
1841
1842 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1843 {
1844         int i, size;
1845         char *realobj;
1846
1847         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1848                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1849                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1850                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1851         }
1852
1853         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1854                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1855                         *dbg_userword(cachep, objp));
1856                 print_symbol("(%s)",
1857                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1858                 printk("\n");
1859         }
1860         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1861         size = obj_size(cachep);
1862         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1863                 int limit;
1864                 limit = 16;
1865                 if (i + limit > size)
1866                         limit = size - i;
1867                 dump_line(realobj, i, limit);
1868         }
1869 }
1870
1871 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1872 {
1873         char *realobj;
1874         int size, i;
1875         int lines = 0;
1876
1877         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1878         size = obj_size(cachep);
1879
1880         for (i = 0; i < size; i++) {
1881                 char exp = POISON_FREE;
1882                 if (i == size - 1)
1883                         exp = POISON_END;
1884                 if (realobj[i] != exp) {
1885                         int limit;
1886                         /* Mismatch ! */
1887                         /* Print header */
1888                         if (lines == 0) {
1889                                 printk(KERN_ERR
1890                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1891                                         cachep->name, realobj, size);
1892                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1893                         }
1894                         /* Hexdump the affected line */
1895                         i = (i / 16) * 16;
1896                         limit = 16;
1897                         if (i + limit > size)
1898                                 limit = size - i;
1899                         dump_line(realobj, i, limit);
1900                         i += 16;
1901                         lines++;
1902                         /* Limit to 5 lines */
1903                         if (lines > 5)
1904                                 break;
1905                 }
1906         }
1907         if (lines != 0) {
1908                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1909                  * exist:
1910                  */
1911                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1912                 unsigned int objnr;
1913
1914                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1915                 if (objnr) {
1916                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1917                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1918                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1919                                realobj, size);
1920                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1921                 }
1922                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1923                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1924                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1925                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1926                                realobj, size);
1927                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1928                 }
1929         }
1930 }
1931 #endif
1932
1933 #if DEBUG
1934 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1935 {
1936         int i;
1937         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1938                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1939
1940                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1941 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1942                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1943                                         OFF_SLAB(cachep))
1944                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1945                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1946                         else
1947                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1948 #else
1949                         check_poison_obj(cachep, objp);
1950 #endif
1951                 }
1952                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1953                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1954                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1955                                            "was overwritten");
1956                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1957                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1958                                            "was overwritten");
1959                 }
1960         }
1961 }
1962 #else
1963 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1964 {
1965 }
1966 #endif
1967
1968 /**
1969  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1970  * @cachep: cache pointer being destroyed
1971  * @slabp: slab pointer being destroyed
1972  *
1973  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1974  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1975  * cache-lock is not held/needed.
1976  */
1977 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1978 {
1979         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1980
1981         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1982         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1983                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1984
1985                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1986                 slab_rcu->cachep = cachep;
1987                 slab_rcu->addr = addr;
1988                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1989         } else {
1990                 kmem_freepages(cachep, addr);
1991                 if (OFF_SLAB(cachep))
1992                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1993         }
1994 }
1995
1996 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1997 {
1998         int i;
1999         struct kmem_list3 *l3;
2000
2001         for_each_online_cpu(i)
2002             kfree(cachep->array[i]);
2003
2004         /* NUMA: free the list3 structures */
2005         for_each_online_node(i) {
2006                 l3 = cachep->nodelists[i];
2007                 if (l3) {
2008                         kfree(l3->shared);
2009                         free_alien_cache(l3->alien);
2010                         kfree(l3);
2011                 }
2012         }
2013         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2014 }
2015
2016
2017 /**
2018  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2019  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2020  * @size: size of objects to be created in this cache.
2021  * @align: required alignment for the objects.
2022  * @flags: slab allocation flags
2023  *
2024  * Also calculates the number of objects per slab.
2025  *
2026  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2027  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2028  * towards high-order requests, this should be changed.
2029  */
2030 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2031                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2032 {
2033         unsigned long offslab_limit;
2034         size_t left_over = 0;
2035         int gfporder;
2036
2037         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2038                 unsigned int num;
2039                 size_t remainder;
2040
2041                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2042                 if (!num)
2043                         continue;
2044
2045                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2046                         /*
2047                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2048                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2049                          * looping condition in cache_grow().
2050                          */
2051                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2052                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2053
2054                         if (num > offslab_limit)
2055                                 break;
2056                 }
2057
2058                 /* Found something acceptable - save it away */
2059                 cachep->num = num;
2060                 cachep->gfporder = gfporder;
2061                 left_over = remainder;
2062
2063                 /*
2064                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2065                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2066                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2067                  */
2068                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2069                         break;
2070
2071                 /*
2072                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2073                  * currently bad for the gfp()s.
2074                  */
2075                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2076                         break;
2077
2078                 /*
2079                  * Acceptable internal fragmentation?
2080                  */
2081                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2082                         break;
2083         }
2084         return left_over;
2085 }
2086
2087 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2088 {
2089         if (g_cpucache_up == FULL)
2090                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2091
2092         if (g_cpucache_up == NONE) {
2093                 /*
2094                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2095                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2096                  * further caches will BUG().
2097                  */
2098                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2099
2100                 /*
2101                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2102                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2103                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2104                  */
2105                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2106                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2107                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2108                 else
2109                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2110         } else {
2111                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2112                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2113
2114                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2115                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2116                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2117                 } else {
2118                         int node;
2119                         for_each_online_node(node) {
2120                                 cachep->nodelists[node] =
2121                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2122                                                 gfp, node);
2123                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2124                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2125                         }
2126                 }
2127         }
2128         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2129                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2130                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2131
2132         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2133         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2134         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2135         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2136         cachep->batchcount = 1;
2137         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2138         return 0;
2139 }
2140
2141 /**
2142  * kmem_cache_create - Create a cache.
2143  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2144  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2145  * @align: The required alignment for the objects.
2146  * @flags: SLAB flags
2147  * @ctor: A constructor for the objects.
2148  *
2149  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2150  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2151  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2152  *
2153  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2154  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
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         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2313 #if DEBUG
2314         cachep->obj_size = size;
2315
2316         /*
2317          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2318          * into align above.
2319          */
2320         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2321                 /* add space for red zone words */
2322                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2323                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2324         }
2325         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2326                 /* user store requires one word storage behind the end of
2327                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2328                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2329                  */
2330                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2331                         size += REDZONE_ALIGN;
2332                 else
2333                         size += BYTES_PER_WORD;
2334         }
2335 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2336         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2337             && cachep->obj_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2338                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2339                 size = PAGE_SIZE;
2340         }
2341 #endif
2342 #endif
2343
2344         /*
2345          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2346          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2347          * it too early on. Always use on-slab management when
2348          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2349          */
2350         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2351             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2352                 /*
2353                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2354                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2355                  */
2356                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2357
2358         size = ALIGN(size, align);
2359
2360         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2361
2362         if (!cachep->num) {
2363                 printk(KERN_ERR
2364                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2365                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2366                 cachep = NULL;
2367                 goto oops;
2368         }
2369         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2370                           + sizeof(struct slab), align);
2371
2372         /*
2373          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2374          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2375          */
2376         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2377                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2378                 left_over -= slab_size;
2379         }
2380
2381         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2382                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2383                 slab_size =
2384                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2385
2386 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2387                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2388                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2389                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2390                  */
2391                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2392                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2393 #endif
2394         }
2395
2396         cachep->colour_off = cache_line_size();
2397         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2398         if (cachep->colour_off < align)
2399                 cachep->colour_off = align;
2400         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2401         cachep->slab_size = slab_size;
2402         cachep->flags = flags;
2403         cachep->gfpflags = 0;
2404         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2405                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2406         cachep->buffer_size = size;
2407         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2408
2409         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2410                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2411                 /*
2412                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2413                  * But since we go off slab only for object size greater than
2414                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2415                  * this should not happen at all.
2416                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2417                  */
2418                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2419         }
2420         cachep->ctor = ctor;
2421         cachep->name = name;
2422
2423         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2424                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2425                 cachep = NULL;
2426                 goto oops;
2427         }
2428
2429         /* cache setup completed, link it into the list */
2430         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2431 oops:
2432         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2433                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2434                       name);
2435         if (slab_is_available()) {
2436                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2437                 put_online_cpus();
2438         }
2439         return cachep;
2440 }
2441 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2442
2443 #if DEBUG
2444 static void check_irq_off(void)
2445 {
2446         BUG_ON(!irqs_disabled());
2447 }
2448
2449 static void check_irq_on(void)
2450 {
2451         BUG_ON(irqs_disabled());
2452 }
2453
2454 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2455 {
2456 #ifdef CONFIG_SMP
2457         check_irq_off();
2458         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2459 #endif
2460 }
2461
2462 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2463 {
2464 #ifdef CONFIG_SMP
2465         check_irq_off();
2466         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2467 #endif
2468 }
2469
2470 #else
2471 #define check_irq_off() do { } while(0)
2472 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2473 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2474 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2475 #endif
2476
2477 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2478                         struct array_cache *ac,
2479                         int force, int node);
2480
2481 static void do_drain(void *arg)
2482 {
2483         struct kmem_cache *cachep = arg;
2484         struct array_cache *ac;
2485         int node = numa_mem_id();
2486
2487         check_irq_off();
2488         ac = cpu_cache_get(cachep);
2489         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2490         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2491         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2492         ac->avail = 0;
2493 }
2494
2495 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2496 {
2497         struct kmem_list3 *l3;
2498         int node;
2499
2500         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2501         check_irq_on();
2502         for_each_online_node(node) {
2503                 l3 = cachep->nodelists[node];
2504                 if (l3 && l3->alien)
2505                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2506         }
2507
2508         for_each_online_node(node) {
2509                 l3 = cachep->nodelists[node];
2510                 if (l3)
2511                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2512         }
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Remove slabs from the list of free slabs.
2517  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2518  *
2519  * Returns the actual number of slabs released.
2520  */
2521 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2522                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2523 {
2524         struct list_head *p;
2525         int nr_freed;
2526         struct slab *slabp;
2527
2528         nr_freed = 0;
2529         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2530
2531                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2532                 p = l3->slabs_free.prev;
2533                 if (p == &l3->slabs_free) {
2534                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2535                         goto out;
2536                 }
2537
2538                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2539 #if DEBUG
2540                 BUG_ON(slabp->inuse);
2541 #endif
2542                 list_del(&slabp->list);
2543                 /*
2544                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2545                  * to the cache.
2546                  */
2547                 l3->free_objects -= cache->num;
2548                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2549                 slab_destroy(cache, slabp);
2550                 nr_freed++;
2551         }
2552 out:
2553         return nr_freed;
2554 }
2555
2556 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2557 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2558 {
2559         int ret = 0, i = 0;
2560         struct kmem_list3 *l3;
2561
2562         drain_cpu_caches(cachep);
2563
2564         check_irq_on();
2565         for_each_online_node(i) {
2566                 l3 = cachep->nodelists[i];
2567                 if (!l3)
2568                         continue;
2569
2570                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2571
2572                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2573                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2574         }
2575         return (ret ? 1 : 0);
2576 }
2577
2578 /**
2579  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2580  * @cachep: The cache to shrink.
2581  *
2582  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2583  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2584  */
2585 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2586 {
2587         int ret;
2588         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2589
2590         get_online_cpus();
2591         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2592         ret = __cache_shrink(cachep);
2593         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2594         put_online_cpus();
2595         return ret;
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2598
2599 /**
2600  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2601  * @cachep: the cache to destroy
2602  *
2603  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2604  *
2605  * It is expected this function will be called by a module when it is
2606  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2607  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2608  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2609  *
2610  * The cache must be empty before calling this function.
2611  *
2612  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2613  * during the kmem_cache_destroy().
2614  */
2615 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2616 {
2617         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2618
2619         /* Find the cache in the chain of caches. */
2620         get_online_cpus();
2621         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2622         /*
2623          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2624          */
2625         list_del(&cachep->next);
2626         if (__cache_shrink(cachep)) {
2627                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2628                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2629                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2630                 put_online_cpus();
2631                 return;
2632         }
2633
2634         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2635                 rcu_barrier();
2636
2637         __kmem_cache_destroy(cachep);
2638         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2639         put_online_cpus();
2640 }
2641 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2642
2643 /*
2644  * Get the memory for a slab management obj.
2645  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2646  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2647  * come from the same cache which is getting created because,
2648  * when we are searching for an appropriate cache for these
2649  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2650  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2651  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2652  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2653  */
2654 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2655                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2656                                    int nodeid)
2657 {
2658         struct slab *slabp;
2659
2660         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2661                 /* Slab management obj is off-slab. */
2662                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2663                                               local_flags, nodeid);
2664                 /*
2665                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2666                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2667                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2668                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2669                  */
2670                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2671                                    local_flags);
2672                 if (!slabp)
2673                         return NULL;
2674         } else {
2675                 slabp = objp + colour_off;
2676                 colour_off += cachep->slab_size;
2677         }
2678         slabp->inuse = 0;
2679         slabp->colouroff = colour_off;
2680         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2681         slabp->nodeid = nodeid;
2682         slabp->free = 0;
2683         return slabp;
2684 }
2685
2686 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2687 {
2688         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2689 }
2690
2691 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2692                             struct slab *slabp)
2693 {
2694         int i;
2695
2696         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2697                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2698 #if DEBUG
2699                 /* need to poison the objs? */
2700                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2701                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2702                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2703                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2704
2705                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2706                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2707                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2708                 }
2709                 /*
2710                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2711                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2712                  * They must also be threaded.
2713                  */
2714                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2715                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2716
2717                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2718                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2719                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2720                                            " end of an object");
2721                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2722                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2723                                            " start of an object");
2724                 }
2725                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2726                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2727                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2728                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2729 #else
2730                 if (cachep->ctor)
2731                         cachep->ctor(objp);
2732 #endif
2733                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2734         }
2735         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2736 }
2737
2738 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2739 {
2740         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2741                 if (flags & GFP_DMA)
2742                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2743                 else
2744                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2745         }
2746 }
2747
2748 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2749                                 int nodeid)
2750 {
2751         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2752         kmem_bufctl_t next;
2753
2754         slabp->inuse++;
2755         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2756 #if DEBUG
2757         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2758         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2759 #endif
2760         slabp->free = next;
2761
2762         return objp;
2763 }
2764
2765 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2766                                 void *objp, int nodeid)
2767 {
2768         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2769
2770 #if DEBUG
2771         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2772         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2773
2774         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2775                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2776                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2777                 BUG();
2778         }
2779 #endif
2780         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2781         slabp->free = objnr;
2782         slabp->inuse--;
2783 }
2784
2785 /*
2786  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2787  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2788  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2789  */
2790 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2791                            void *addr)
2792 {
2793         int nr_pages;
2794         struct page *page;
2795
2796         page = virt_to_page(addr);
2797
2798         nr_pages = 1;
2799         if (likely(!PageCompound(page)))
2800                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2801
2802         do {
2803                 page_set_cache(page, cache);
2804                 page_set_slab(page, slab);
2805                 page++;
2806         } while (--nr_pages);
2807 }
2808
2809 /*
2810  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2811  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2812  */
2813 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2814                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2815 {
2816         struct slab *slabp;
2817         size_t offset;
2818         gfp_t local_flags;
2819         struct kmem_list3 *l3;
2820
2821         /*
2822          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2823          * critical path in kmem_cache_alloc().
2824          */
2825         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2826         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2827
2828         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2829         check_irq_off();
2830         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2831         spin_lock(&l3->list_lock);
2832
2833         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2834         offset = l3->colour_next;
2835         l3->colour_next++;
2836         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2837                 l3->colour_next = 0;
2838         spin_unlock(&l3->list_lock);
2839
2840         offset *= cachep->colour_off;
2841
2842         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2843                 local_irq_enable();
2844
2845         /*
2846          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2847          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2848          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2849          * will eventually be caught here (where it matters).
2850          */
2851         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2852
2853         /*
2854          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2855          * 'nodeid'.
2856          */
2857         if (!objp)
2858                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2859         if (!objp)
2860                 goto failed;
2861
2862         /* Get slab management. */
2863         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2864                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2865         if (!slabp)
2866                 goto opps1;
2867
2868         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2869
2870         cache_init_objs(cachep, slabp);
2871
2872         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2873                 local_irq_disable();
2874         check_irq_off();
2875         spin_lock(&l3->list_lock);
2876
2877         /* Make slab active. */
2878         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2879         STATS_INC_GROWN(cachep);
2880         l3->free_objects += cachep->num;
2881         spin_unlock(&l3->list_lock);
2882         return 1;
2883 opps1:
2884         kmem_freepages(cachep, objp);
2885 failed:
2886         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2887                 local_irq_disable();
2888         return 0;
2889 }
2890
2891 #if DEBUG
2892
2893 /*
2894  * Perform extra freeing checks:
2895  * - detect bad pointers.
2896  * - POISON/RED_ZONE checking
2897  */
2898 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2899 {
2900         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2901                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2902                        (unsigned long)objp);
2903                 BUG();
2904         }
2905 }
2906
2907 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2908 {
2909         unsigned long long redzone1, redzone2;
2910
2911         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2912         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2913
2914         /*
2915          * Redzone is ok.
2916          */
2917         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2918                 return;
2919
2920         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2921                 slab_error(cache, "double free detected");
2922         else
2923                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2924
2925         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2926                         obj, redzone1, redzone2);
2927 }
2928
2929 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2930                                    void *caller)
2931 {
2932         struct page *page;
2933         unsigned int objnr;
2934         struct slab *slabp;
2935
2936         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2937
2938         objp -= obj_offset(cachep);
2939         kfree_debugcheck(objp);
2940         page = virt_to_head_page(objp);
2941
2942         slabp = page_get_slab(page);
2943
2944         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2945                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2946                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2947                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2948         }
2949         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2950                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2951
2952         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2953
2954         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2955         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2956
2957 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2958         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2959 #endif
2960         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2961 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2962                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2963                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2964                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2965                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2966                 } else {
2967                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2968                 }
2969 #else
2970                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2971 #endif
2972         }
2973         return objp;
2974 }
2975
2976 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2977 {
2978         kmem_bufctl_t i;
2979         int entries = 0;
2980
2981         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2982         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2983                 entries++;
2984                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2985                         goto bad;
2986         }
2987         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2988 bad:
2989                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2990                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2991                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2992                 for (i = 0;
2993                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2994                      i++) {
2995                         if (i % 16 == 0)
2996                                 printk("\n%03x:", i);
2997                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2998                 }
2999                 printk("\n");
3000                 BUG();
3001         }
3002 }
3003 #else
3004 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3005 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3006 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3007 #endif
3008
3009 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3010 {
3011         int batchcount;
3012         struct kmem_list3 *l3;
3013         struct array_cache *ac;
3014         int node;
3015
3016 retry:
3017         check_irq_off();
3018         node = numa_mem_id();
3019         ac = cpu_cache_get(cachep);
3020         batchcount = ac->batchcount;
3021         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3022                 /*
3023                  * If there was little recent activity on this cache, then
3024                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3025                  * refill bouncing.
3026                  */
3027                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3028         }
3029         l3 = cachep->nodelists[node];
3030
3031         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3032         spin_lock(&l3->list_lock);
3033
3034         /* See if we can refill from the shared array */
3035         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3036                 l3->shared->touched = 1;
3037                 goto alloc_done;
3038         }
3039
3040         while (batchcount > 0) {
3041                 struct list_head *entry;
3042                 struct slab *slabp;
3043                 /* Get slab alloc is to come from. */
3044                 entry = l3->slabs_partial.next;
3045                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3046                         l3->free_touched = 1;
3047                         entry = l3->slabs_free.next;
3048                         if (entry == &l3->slabs_free)
3049                                 goto must_grow;
3050                 }
3051
3052                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3053                 check_slabp(cachep, slabp);
3054                 check_spinlock_acquired(cachep);
3055
3056                 /*
3057                  * The slab was either on partial or free list so
3058                  * there must be at least one object available for
3059                  * allocation.
3060                  */
3061                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3062
3063                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3064                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3065                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3066                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3067
3068                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3069                                                             node);
3070                 }
3071                 check_slabp(cachep, slabp);
3072
3073                 /* move slabp to correct slabp list: */
3074                 list_del(&slabp->list);
3075                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3076                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3077                 else
3078                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3079         }
3080
3081 must_grow:
3082         l3->free_objects -= ac->avail;
3083 alloc_done:
3084         spin_unlock(&l3->list_lock);
3085
3086         if (unlikely(!ac->avail)) {
3087                 int x;
3088                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3089
3090                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3091                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3092                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3093                         return NULL;
3094
3095                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3096                         goto retry;
3097         }
3098         ac->touched = 1;
3099         return ac->entry[--ac->avail];
3100 }
3101
3102 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3103                                                 gfp_t flags)
3104 {
3105         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3106 #if DEBUG
3107         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3108 #endif
3109 }
3110
3111 #if DEBUG
3112 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3113                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3114 {
3115         if (!objp)
3116                 return objp;
3117         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3118 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3119                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3120                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3121                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3122                 else
3123                         check_poison_obj(cachep, objp);
3124 #else
3125                 check_poison_obj(cachep, objp);
3126 #endif
3127                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3128         }
3129         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3130                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3131
3132         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3133                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3134                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3135                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3136                                                 " object was overwritten");
3137                         printk(KERN_ERR
3138                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3139                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3140                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3141                 }
3142                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3143                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3144         }
3145 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3146         {
3147                 struct slab *slabp;
3148                 unsigned objnr;
3149
3150                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3151                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3152                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3153         }
3154 #endif
3155         objp += obj_offset(cachep);
3156         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3157                 cachep->ctor(objp);
3158         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3159             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3160                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3161                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3162         }
3163         return objp;
3164 }
3165 #else
3166 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3167 #endif
3168
3169 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3170 {
3171         if (cachep == &cache_cache)
3172                 return false;
3173
3174         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3175 }
3176
3177 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3178 {
3179         void *objp;
3180         struct array_cache *ac;
3181
3182         check_irq_off();
3183
3184         ac = cpu_cache_get(cachep);
3185         if (likely(ac->avail)) {
3186                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3187                 ac->touched = 1;
3188                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3189         } else {
3190                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3191                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3192                 /*
3193                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3194                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3195                  */
3196                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3197         }
3198         /*
3199          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3200          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3201          * treat the array pointers as a reference to the object.
3202          */
3203         if (objp)
3204                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3205         return objp;
3206 }
3207
3208 #ifdef CONFIG_NUMA
3209 /*
3210  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3211  *
3212  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3213  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3214  */
3215 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3216 {
3217         int nid_alloc, nid_here;
3218
3219         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3220                 return NULL;
3221         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3222         get_mems_allowed();
3223         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3224                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3225         else if (current->mempolicy)
3226                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3227         put_mems_allowed();
3228         if (nid_alloc != nid_here)
3229                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3235  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3236  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3237  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3238  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3239  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3240  */
3241 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3242 {
3243         struct zonelist *zonelist;
3244         gfp_t local_flags;
3245         struct zoneref *z;
3246         struct zone *zone;
3247         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3248         void *obj = NULL;
3249         int nid;
3250
3251         if (flags & __GFP_THISNODE)
3252                 return NULL;
3253
3254         get_mems_allowed();
3255         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3256         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3257
3258 retry:
3259         /*
3260          * Look through allowed nodes for objects available
3261          * from existing per node queues.
3262          */
3263         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3264                 nid = zone_to_nid(zone);
3265
3266                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3267                         cache->nodelists[nid] &&
3268                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3269                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3270                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3271                                 if (obj)
3272                                         break;
3273                 }
3274         }
3275
3276         if (!obj) {
3277                 /*
3278                  * This allocation will be performed within the constraints
3279                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3280                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3281                  * set and go into memory reserves if necessary.
3282                  */
3283                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3284                         local_irq_enable();
3285                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3286                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3287                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3288                         local_irq_disable();
3289                 if (obj) {
3290                         /*
3291                          * Insert into the appropriate per node queues
3292                          */
3293                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3294                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3295                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3296                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3297                                 if (!obj)
3298                                         /*
3299                                          * Another processor may allocate the
3300                                          * objects in the slab since we are
3301                                          * not holding any locks.
3302                                          */
3303                                         goto retry;
3304                         } else {
3305                                 /* cache_grow already freed obj */
3306                                 obj = NULL;
3307                         }
3308                 }
3309         }
3310         put_mems_allowed();
3311         return obj;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * A interface to enable slab creation on nodeid
3316  */
3317 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3318                                 int nodeid)
3319 {
3320         struct list_head *entry;
3321         struct slab *slabp;
3322         struct kmem_list3 *l3;
3323         void *obj;
3324         int x;
3325
3326         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3327         BUG_ON(!l3);
3328
3329 retry:
3330         check_irq_off();
3331         spin_lock(&l3->list_lock);
3332         entry = l3->slabs_partial.next;
3333         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3334                 l3->free_touched = 1;
3335                 entry = l3->slabs_free.next;
3336                 if (entry == &l3->slabs_free)
3337                         goto must_grow;
3338         }
3339
3340         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3341         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3342         check_slabp(cachep, slabp);
3343
3344         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3345         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3346         STATS_SET_HIGH(cachep);
3347
3348         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3349
3350         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3351         check_slabp(cachep, slabp);
3352         l3->free_objects--;
3353         /* move slabp to correct slabp list: */
3354         list_del(&slabp->list);
3355
3356         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3357                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3358         else
3359                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3360
3361         spin_unlock(&l3->list_lock);
3362         goto done;
3363
3364 must_grow:
3365         spin_unlock(&l3->list_lock);
3366         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3367         if (x)
3368                 goto retry;
3369
3370         return fallback_alloc(cachep, flags);
3371
3372 done:
3373         return obj;
3374 }
3375
3376 /**
3377  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3378  * @cachep: The cache to allocate from.
3379  * @flags: See kmalloc().
3380  * @nodeid: node number of the target node.
3381  * @caller: return address of caller, used for debug information
3382  *
3383  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3384  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3385  *
3386  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3387  */
3388 static __always_inline void *
3389 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3390                    void *caller)
3391 {
3392         unsigned long save_flags;
3393         void *ptr;
3394         int slab_node = numa_mem_id();
3395
3396         flags &= gfp_allowed_mask;
3397
3398         lockdep_trace_alloc(flags);
3399
3400         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3401                 return NULL;
3402
3403         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3404         local_irq_save(save_flags);
3405
3406         if (nodeid == -1)
3407                 nodeid = slab_node;
3408
3409         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3410                 /* Node not bootstrapped yet */
3411                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3412                 goto out;
3413         }
3414
3415         if (nodeid == slab_node) {
3416                 /*
3417                  * Use the locally cached objects if possible.
3418                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3419                  * to other nodes. It may fail while we still have
3420                  * objects on other nodes available.
3421                  */
3422                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3423                 if (ptr)
3424                         goto out;
3425         }
3426         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3427         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3428   out:
3429         local_irq_restore(save_flags);
3430         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3431         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3432                                  flags);
3433
3434         if (likely(ptr))
3435                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3436
3437         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3438                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3439
3440         return ptr;
3441 }
3442
3443 static __always_inline void *
3444 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3445 {
3446         void *objp;
3447
3448         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3449                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3450                 if (objp)
3451                         goto out;
3452         }
3453         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3454
3455         /*
3456          * We may just have run out of memory on the local node.
3457          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3458          */
3459         if (!objp)
3460                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3461
3462   out:
3463         return objp;
3464 }
3465 #else
3466
3467 static __always_inline void *
3468 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3469 {
3470         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3471 }
3472
3473 #endif /* CONFIG_NUMA */
3474
3475 static __always_inline void *
3476 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3477 {
3478         unsigned long save_flags;
3479         void *objp;
3480
3481         flags &= gfp_allowed_mask;
3482
3483         lockdep_trace_alloc(flags);
3484
3485         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3486                 return NULL;
3487
3488         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3489         local_irq_save(save_flags);
3490         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3491         local_irq_restore(save_flags);
3492         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3493         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3494                                  flags);
3495         prefetchw(objp);
3496
3497         if (likely(objp))
3498                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3499
3500         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3501                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3502
3503         return objp;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3508  */
3509 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3510                        int node)
3511 {
3512         int i;
3513         struct kmem_list3 *l3;
3514
3515         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3516                 void *objp = objpp[i];
3517                 struct slab *slabp;
3518
3519                 slabp = virt_to_slab(objp);
3520                 l3 = cachep->nodelists[node];
3521                 list_del(&slabp->list);
3522                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3523                 check_slabp(cachep, slabp);
3524                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3525                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3526                 l3->free_objects++;
3527                 check_slabp(cachep, slabp);
3528
3529                 /* fixup slab chains */
3530                 if (slabp->inuse == 0) {
3531                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3532                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3533                                 /* No need to drop any previously held
3534                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3535                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3536                                  * a different cache, refer to comments before
3537                                  * alloc_slabmgmt.
3538                                  */
3539                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3540                         } else {
3541                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3542                         }
3543                 } else {
3544                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3545                          * partial list on free - maximum time for the
3546                          * other objects to be freed, too.
3547                          */
3548                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3549                 }
3550         }
3551 }
3552
3553 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3554 {
3555         int batchcount;
3556         struct kmem_list3 *l3;
3557         int node = numa_mem_id();
3558
3559         batchcount = ac->batchcount;
3560 #if DEBUG
3561         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3562 #endif
3563         check_irq_off();
3564         l3 = cachep->nodelists[node];
3565         spin_lock(&l3->list_lock);
3566         if (l3->shared) {
3567                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3568                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3569                 if (max) {
3570                         if (batchcount > max)
3571                                 batchcount = max;
3572                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3573                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3574                         shared_array->avail += batchcount;
3575                         goto free_done;
3576                 }
3577         }
3578
3579         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3580 free_done:
3581 #if STATS
3582         {
3583                 int i = 0;
3584                 struct list_head *p;
3585
3586                 p = l3->slabs_free.next;
3587                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3588                         struct slab *slabp;
3589
3590                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3591                         BUG_ON(slabp->inuse);
3592
3593                         i++;
3594                         p = p->next;
3595                 }
3596                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3597         }
3598 #endif
3599         spin_unlock(&l3->list_lock);
3600         ac->avail -= batchcount;
3601         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3606  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3607  */
3608 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3609     void *caller)
3610 {
3611         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3612
3613         check_irq_off();
3614         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3615         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3616
3617         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3618
3619         /*
3620          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3621          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3622          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3623          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3624          * the cache.
3625          */
3626         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3627                 return;
3628
3629         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3630                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3631                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3632                 return;
3633         } else {
3634                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3635                 cache_flusharray(cachep, ac);
3636                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3637         }
3638 }
3639
3640 /**
3641  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3642  * @cachep: The cache to allocate from.
3643  * @flags: See kmalloc().
3644  *
3645  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3646  * if the cache has no available objects.
3647  */
3648 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3649 {
3650         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3651
3652         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3653                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3654
3655         return ret;
3656 }
3657 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3658
3659 #ifdef CONFIG_TRACING
3660 void *
3661 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3662 {
3663         void *ret;
3664
3665         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3666
3667         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3668                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3669         return ret;
3670 }
3671 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3672 #endif
3673
3674 #ifdef CONFIG_NUMA
3675 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3676 {
3677         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3678                                        __builtin_return_address(0));
3679
3680         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3681                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3682                                     flags, nodeid);
3683
3684         return ret;
3685 }
3686 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3687
3688 #ifdef CONFIG_TRACING
3689 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3690                                   struct kmem_cache *cachep,
3691                                   gfp_t flags,
3692                                   int nodeid)
3693 {
3694         void *ret;
3695
3696         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3697                                   __builtin_return_address(0));
3698         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3699                            size, slab_buffer_size(cachep),
3700                            flags, nodeid);
3701         return ret;
3702 }
3703 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3704 #endif
3705
3706 static __always_inline void *
3707 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3708 {
3709         struct kmem_cache *cachep;
3710
3711         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3712         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3713                 return cachep;
3714         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3715 }
3716
3717 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
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 || CONFIG_TRACING */
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_TRACING)
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, __builtin_return_address(0));
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, __builtin_return_address(0));
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 /*
3848  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3849  */
3850 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3851 {
3852         int node;
3853         struct kmem_list3 *l3;
3854         struct array_cache *new_shared;
3855         struct array_cache **new_alien = NULL;
3856
3857         for_each_online_node(node) {
3858
3859                 if (use_alien_caches) {
3860                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3861                         if (!new_alien)
3862                                 goto fail;
3863                 }
3864
3865                 new_shared = NULL;
3866                 if (cachep->shared) {
3867                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3868                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3869                                         0xbaadf00d, gfp);
3870                         if (!new_shared) {
3871                                 free_alien_cache(new_alien);
3872                                 goto fail;
3873                         }
3874                 }
3875
3876                 l3 = cachep->nodelists[node];
3877                 if (l3) {
3878                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3879
3880                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3881
3882                         if (shared)
3883                                 free_block(cachep, shared->entry,
3884                                                 shared->avail, node);
3885
3886                         l3->shared = new_shared;
3887                         if (!l3->alien) {
3888                                 l3->alien = new_alien;
3889                                 new_alien = NULL;
3890                         }
3891                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3892                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3893                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3894                         kfree(shared);
3895                         free_alien_cache(new_alien);
3896                         continue;
3897                 }
3898                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3899                 if (!l3) {
3900                         free_alien_cache(new_alien);
3901                         kfree(new_shared);
3902                         goto fail;
3903                 }
3904
3905                 kmem_list3_init(l3);
3906                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3907                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3908                 l3->shared = new_shared;
3909                 l3->alien = new_alien;
3910                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3911                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3912                 cachep->nodelists[node] = l3;
3913         }
3914         return 0;
3915
3916 fail:
3917         if (!cachep->next.next) {
3918                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3919                 node--;
3920                 while (node >= 0) {
3921                         if (cachep->nodelists[node]) {
3922                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3923
3924                                 kfree(l3->shared);
3925                                 free_alien_cache(l3->alien);
3926                                 kfree(l3);
3927                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3928                         }
3929                         node--;
3930                 }
3931         }
3932         return -ENOMEM;
3933 }
3934
3935 struct ccupdate_struct {
3936         struct kmem_cache *cachep;
3937         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3938 };
3939
3940 static void do_ccupdate_local(void *info)
3941 {
3942         struct ccupdate_struct *new = info;
3943         struct array_cache *old;
3944
3945         check_irq_off();
3946         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3947
3948         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3949         new->new[smp_processor_id()] = old;
3950 }
3951
3952 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3953 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3954                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3955 {
3956         struct ccupdate_struct *new;
3957         int i;
3958
3959         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3960         if (!new)
3961                 return -ENOMEM;
3962
3963         for_each_online_cpu(i) {
3964                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3965                                                 batchcount, gfp);
3966                 if (!new->new[i]) {
3967                         for (i--; i >= 0; i--)
3968                                 kfree(new->new[i]);
3969                         kfree(new);
3970                         return -ENOMEM;
3971                 }
3972         }
3973         new->cachep = cachep;
3974
3975         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3976
3977         check_irq_on();
3978         cachep->batchcount = batchcount;
3979         cachep->limit = limit;
3980         cachep->shared = shared;
3981
3982         for_each_online_cpu(i) {
3983                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3984                 if (!ccold)
3985                         continue;
3986                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3987                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3988                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3989                 kfree(ccold);
3990         }
3991         kfree(new);
3992         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3993 }
3994
3995 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3996 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3997 {
3998         int err;
3999         int limit, shared;
4000
4001         /*
4002          * The head array serves three purposes:
4003          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4004          * - reduce the number of spinlock operations.
4005          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4006          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4007          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4008          * Bonwick.
4009          */
4010         if (cachep->buffer_size > 131072)
4011                 limit = 1;
4012         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4013                 limit = 8;
4014         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4015                 limit = 24;
4016         else if (cachep->buffer_size > 256)
4017                 limit = 54;
4018         else
4019                 limit = 120;
4020
4021         /*
4022          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4023          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4024          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4025          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4026          * replaces Bonwick's magazine layer.
4027          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4028          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4029          */
4030         shared = 0;
4031         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4032                 shared = 8;
4033
4034 #if DEBUG
4035         /*
4036          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4037          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4038          */
4039         if (limit > 32)
4040                 limit = 32;
4041 #endif
4042         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4043         if (err)
4044                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4045                        cachep->name, -err);
4046         return err;
4047 }
4048
4049 /*
4050  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4051  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4052  * if drain_array() is used on the shared array.
4053  */
4054 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4055                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4056 {
4057         int tofree;
4058
4059         if (!ac || !ac->avail)
4060                 return;
4061         if (ac->touched && !force) {
4062                 ac->touched = 0;
4063         } else {
4064                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4065                 if (ac->avail) {
4066                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4067                         if (tofree > ac->avail)
4068                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4069                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4070                         ac->avail -= tofree;
4071                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4072                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4073                 }
4074                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4075         }
4076 }
4077
4078 /**
4079  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4080  * @w: work descriptor
4081  *
4082  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4083  * Purpose:
4084  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4085  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4086  *
4087  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4088  * again on the next iteration.
4089  */
4090 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4091 {
4092         struct kmem_cache *searchp;
4093         struct kmem_list3 *l3;
4094         int node = numa_mem_id();
4095         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4096
4097         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4098                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4099                 goto out;
4100
4101         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4102                 check_irq_on();
4103
4104                 /*
4105                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4106                  * have established with reasonable certainty that
4107                  * we can do some work if the lock was obtained.
4108                  */
4109                 l3 = searchp->nodelists[node];
4110
4111                 reap_alien(searchp, l3);
4112
4113                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4114
4115                 /*
4116                  * These are racy checks but it does not matter
4117                  * if we skip one check or scan twice.
4118                  */
4119                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4120                         goto next;
4121
4122                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4123
4124                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4125
4126                 if (l3->free_touched)
4127                         l3->free_touched = 0;
4128                 else {
4129                         int freed;
4130
4131                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4132                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4133                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4134                 }
4135 next:
4136                 cond_resched();
4137         }
4138         check_irq_on();
4139         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4140         next_reap_node();
4141 out:
4142         /* Set up the next iteration */
4143         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4144 }
4145
4146 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4147
4148 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4149 {
4150         /*
4151          * Output format version, so at least we can change it
4152          * without _too_ many complaints.
4153          */
4154 #if STATS
4155         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4156 #else
4157         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4158 #endif
4159         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4160                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4161         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4162         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4163 #if STATS
4164         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4165                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4166         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4167 #endif
4168         seq_putc(m, '\n');
4169 }
4170
4171 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4172 {
4173         loff_t n = *pos;
4174
4175         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4176         if (!n)
4177                 print_slabinfo_header(m);
4178
4179         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4180 }
4181
4182 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4183 {
4184         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4185 }
4186
4187 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4188 {
4189         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4190 }
4191
4192 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4193 {
4194         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4195         struct slab *slabp;
4196         unsigned long active_objs;
4197         unsigned long num_objs;
4198         unsigned long active_slabs = 0;
4199         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4200         const char *name;
4201         char *error = NULL;
4202         int node;
4203         struct kmem_list3 *l3;
4204
4205         active_objs = 0;
4206         num_slabs = 0;
4207         for_each_online_node(node) {
4208                 l3 = cachep->nodelists[node];
4209                 if (!l3)
4210                         continue;
4211
4212                 check_irq_on();
4213                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4214
4215                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4216                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4217                                 error = "slabs_full accounting error";
4218                         active_objs += cachep->num;
4219                         active_slabs++;
4220                 }
4221                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4222                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4223                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4224                         if (!slabp->inuse && !error)
4225                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4226                         active_objs += slabp->inuse;
4227                         active_slabs++;
4228                 }
4229                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4230                         if (slabp->inuse && !error)
4231                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4232                         num_slabs++;
4233                 }
4234                 free_objects += l3->free_objects;
4235                 if (l3->shared)
4236                         shared_avail += l3->shared->avail;
4237
4238                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4239         }
4240         num_slabs += active_slabs;
4241         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4242         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4243                 error = "free_objects accounting error";
4244
4245         name = cachep->name;
4246         if (error)
4247                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4248
4249         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4250                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4251                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4252         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4253                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4254         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4255                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4256 #if STATS
4257         {                       /* list3 stats */
4258                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4259                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4260                 unsigned long grown = cachep->grown;
4261                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4262                 unsigned long errors = cachep->errors;
4263                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4264                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4265                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4266                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4267
4268                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4269                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4270                            allocs, high, grown,
4271                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4272                            node_frees, overflows);
4273         }
4274         /* cpu stats */
4275         {
4276                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4277                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4278                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4279                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4280
4281                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4282                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4283         }
4284 #endif
4285         seq_putc(m, '\n');
4286         return 0;
4287 }
4288
4289 /*
4290  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4291  *
4292  * Output layout:
4293  * cache-name
4294  * num-active-objs
4295  * total-objs
4296  * object size
4297  * num-active-slabs
4298  * total-slabs
4299  * num-pages-per-slab
4300  * + further values on SMP and with statistics enabled
4301  */
4302
4303 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4304         .start = s_start,
4305         .next = s_next,
4306         .stop = s_stop,
4307         .show = s_show,
4308 };
4309
4310 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4311 /**
4312  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4313  * @file: unused
4314  * @buffer: user buffer
4315  * @count: data length
4316  * @ppos: unused
4317  */
4318 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4319                        size_t count, loff_t *ppos)
4320 {
4321         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4322         int limit, batchcount, shared, res;
4323         struct kmem_cache *cachep;
4324
4325         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4326                 return -EINVAL;
4327         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4328                 return -EFAULT;
4329         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4330
4331         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4332         if (!tmp)
4333                 return -EINVAL;
4334         *tmp = '\0';
4335         tmp++;
4336         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4337                 return -EINVAL;
4338
4339         /* Find the cache in the chain of caches. */
4340         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4341         res = -EINVAL;
4342         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4343                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4344                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4345                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4346                                 res = 0;
4347                         } else {
4348                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4349                                                        batchcount, shared,
4350                                                        GFP_KERNEL);
4351                         }
4352                         break;
4353                 }
4354         }
4355         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4356         if (res >= 0)
4357                 res = count;
4358         return res;
4359 }
4360
4361 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4362 {
4363         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4364 }
4365
4366 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4367         .open           = slabinfo_open,
4368         .read           = seq_read,
4369         .write          = slabinfo_write,
4370         .llseek         = seq_lseek,
4371         .release        = seq_release,
4372 };
4373
4374 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4375
4376 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4377 {
4378         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4379         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4380 }
4381
4382 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4383 {
4384         unsigned long *p;
4385         int l;
4386         if (!v)
4387                 return 1;
4388         l = n[1];
4389         p = n + 2;
4390         while (l) {
4391                 int i = l/2;
4392                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4393                 if (*q == v) {
4394                         q[1]++;
4395                         return 1;
4396                 }
4397                 if (*q > v) {
4398                         l = i;
4399                 } else {
4400                         p = q + 2;
4401                         l -= i + 1;
4402                 }
4403         }
4404         if (++n[1] == n[0])
4405                 return 0;
4406         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4407         p[0] = v;
4408         p[1] = 1;
4409         return 1;
4410 }
4411
4412 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4413 {
4414         void *p;
4415         int i;
4416         if (n[0] == n[1])
4417                 return;
4418         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4419                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4420                         continue;
4421                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4422                         return;
4423         }
4424 }
4425
4426 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4427 {
4428 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4429         unsigned long offset, size;
4430         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4431
4432         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4433                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4434                 if (modname[0])
4435                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4436                 return;
4437         }
4438 #endif
4439         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4440 }
4441
4442 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4443 {
4444         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4445         struct slab *slabp;
4446         struct kmem_list3 *l3;
4447         const char *name;
4448         unsigned long *n = m->private;
4449         int node;
4450         int i;
4451
4452         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4453                 return 0;
4454         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4455                 return 0;
4456
4457         /* OK, we can do it */
4458
4459         n[1] = 0;
4460
4461         for_each_online_node(node) {
4462                 l3 = cachep->nodelists[node];
4463                 if (!l3)
4464                         continue;
4465
4466                 check_irq_on();
4467                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4468
4469                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4470                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4471                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4472                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4473                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4474         }
4475         name = cachep->name;
4476         if (n[0] == n[1]) {
4477                 /* Increase the buffer size */
4478                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4479                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4480                 if (!m->private) {
4481                         /* Too bad, we are really out */
4482                         m->private = n;
4483                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4484                         return -ENOMEM;
4485                 }
4486                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4487                 kfree(n);
4488                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4489                 /* Now make sure this entry will be retried */
4490                 m->count = m->size;
4491                 return 0;
4492         }
4493         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4494                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4495                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4496                 seq_putc(m, '\n');
4497         }
4498
4499         return 0;
4500 }
4501
4502 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4503         .start = leaks_start,
4504         .next = s_next,
4505         .stop = s_stop,
4506         .show = leaks_show,
4507 };
4508
4509 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4510 {
4511         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4512         int ret = -ENOMEM;
4513         if (n) {
4514                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4515                 if (!ret) {
4516                         struct seq_file *m = file->private_data;
4517                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4518                         m->private = n;
4519                         n = NULL;
4520                 }
4521                 kfree(n);
4522         }
4523         return ret;
4524 }
4525
4526 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4527         .open           = slabstats_open,
4528         .read           = seq_read,
4529         .llseek         = seq_lseek,
4530         .release        = seq_release_private,
4531 };
4532 #endif
4533
4534 static int __init slab_proc_init(void)
4535 {
4536         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4537 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4538         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4539 #endif
4540         return 0;
4541 }
4542 module_init(slab_proc_init);
4543 #endif
4544
4545 /**
4546  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4547  * @objp: Pointer to the object
4548  *
4549  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4550  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4551  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4552  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4553  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4554  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4555  * must not be freed during the duration of the call.
4556  */
4557 size_t ksize(const void *objp)
4558 {
4559         BUG_ON(!objp);
4560         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4561                 return 0;
4562
4563         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4564 }
4565 EXPORT_SYMBOL(ksize);