47011e2ef3c9216bba4e9a249e9e48070a131fba
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/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/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
390         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445 };
446
447 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
448 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
449
450 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
451 /*
452  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
453  * cpucache drain/refill cycles.
454  *
455  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
456  * which could lock up otherwise freeable slabs.
457  */
458 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
459 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
460
461 #if STATS
462 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
463 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
464 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
465 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
466 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
467 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
470                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
473 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
474 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
475 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
476 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
479                         (x)->max_freeable = i;                          \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
482 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
483 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
484 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
485 #else
486 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
490 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
491 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
494 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
495 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
501 #endif
502
503 #if DEBUG
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
678
679 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
680
681 /*
682  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
683  * for other slabs "off slab".
684  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
685  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
686  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
687  *
688  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
689  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
690  * then comes back up during hotplug
691  */
692 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
693 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
694
695 static inline void init_lock_keys(void)
696
697 {
698         int q;
699         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
700
701         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
702                 for_each_node(q) {
703                         struct array_cache **alc;
704                         int r;
705                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
706                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
707                                 continue;
708                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
709                         alc = l3->alien;
710                         /*
711                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
712                          * should go away when common slab code is taught to
713                          * work even without alien caches.
714                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
715                          * for alloc_alien_cache,
716                          */
717                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
718                                 continue;
719                         for_each_node(r) {
720                                 if (alc[r])
721                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
722                                              &on_slab_alc_key);
723                         }
724                 }
725                 s++;
726         }
727 }
728 #else
729 static inline void init_lock_keys(void)
730 {
731 }
732 #endif
733
734 /*
735  * 1. Guard access to the cache-chain.
736  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
737  */
738 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
739 static struct list_head cache_chain;
740
741 /*
742  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
743  * until the general caches are up.
744  */
745 static enum {
746         NONE,
747         PARTIAL_AC,
748         PARTIAL_L3,
749         FULL
750 } g_cpucache_up;
751
752 /*
753  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
754  */
755 int slab_is_available(void)
756 {
757         return g_cpucache_up == FULL;
758 }
759
760 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
761
762 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
763 {
764         return cachep->array[smp_processor_id()];
765 }
766
767 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
768                                                         gfp_t gfpflags)
769 {
770         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
771
772 #if DEBUG
773         /* This happens if someone tries to call
774          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
775          * the generic caches are initialized.
776          */
777         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
778 #endif
779         while (size > csizep->cs_size)
780                 csizep++;
781
782         /*
783          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
784          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
785          * for large kmalloc calls required.
786          */
787         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
788                 return csizep->cs_dmacachep;
789         return csizep->cs_cachep;
790 }
791
792 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
793 {
794         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
795 }
796
797 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
798 {
799         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
800 }
801
802 /*
803  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
804  */
805 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
806                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
807                            unsigned int *num)
808 {
809         int nr_objs;
810         size_t mgmt_size;
811         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
812
813         /*
814          * The slab management structure can be either off the slab or
815          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
816          * slab is used for:
817          *
818          * - The struct slab
819          * - One kmem_bufctl_t for each object
820          * - Padding to respect alignment of @align
821          * - @buffer_size bytes for each object
822          *
823          * If the slab management structure is off the slab, then the
824          * alignment will already be calculated into the size. Because
825          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
826          * correct alignment when allocated.
827          */
828         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
829                 mgmt_size = 0;
830                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
831
832                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
833                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
834         } else {
835                 /*
836                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
837                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
838                  * least @align. In the worst case, this result will
839                  * be one greater than the number of objects that fit
840                  * into the memory allocation when taking the padding
841                  * into account.
842                  */
843                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
844                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
845
846                 /*
847                  * This calculated number will be either the right
848                  * amount, or one greater than what we want.
849                  */
850                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
851                        > slab_size)
852                         nr_objs--;
853
854                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
855                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
856
857                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
858         }
859         *num = nr_objs;
860         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
861 }
862
863 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
864
865 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
866                         char *msg)
867 {
868         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
869                function, cachep->name, msg);
870         dump_stack();
871 }
872
873 /*
874  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
875  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
876  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
877  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
878  * line
879   */
880
881 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
882 static int __init noaliencache_setup(char *s)
883 {
884         use_alien_caches = 0;
885         return 1;
886 }
887 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
888
889 #ifdef CONFIG_NUMA
890 /*
891  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
892  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
893  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
894  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
895  */
896 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
897
898 static void init_reap_node(int cpu)
899 {
900         int node;
901
902         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
903         if (node == MAX_NUMNODES)
904                 node = first_node(node_online_map);
905
906         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
907 }
908
909 static void next_reap_node(void)
910 {
911         int node = __get_cpu_var(reap_node);
912
913         /*
914          * Also drain per cpu pages on remote zones
915          */
916         if (node != numa_node_id())
917                 drain_node_pages(node);
918
919         node = next_node(node, node_online_map);
920         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
921                 node = first_node(node_online_map);
922         __get_cpu_var(reap_node) = node;
923 }
924
925 #else
926 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
927 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
928 #endif
929
930 /*
931  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
932  * via the workqueue/eventd.
933  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
934  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
935  * lock.
936  */
937 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
938 {
939         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
940
941         /*
942          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
943          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
944          * at that time.
945          */
946         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
947                 init_reap_node(cpu);
948                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
949                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
950         }
951 }
952
953 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
954                                             int batchcount)
955 {
956         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
957         struct array_cache *nc = NULL;
958
959         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
960         if (nc) {
961                 nc->avail = 0;
962                 nc->limit = entries;
963                 nc->batchcount = batchcount;
964                 nc->touched = 0;
965                 spin_lock_init(&nc->lock);
966         }
967         return nc;
968 }
969
970 /*
971  * Transfer objects in one arraycache to another.
972  * Locking must be handled by the caller.
973  *
974  * Return the number of entries transferred.
975  */
976 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
977                 struct array_cache *from, unsigned int max)
978 {
979         /* Figure out how many entries to transfer */
980         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
981
982         if (!nr)
983                 return 0;
984
985         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
986                         sizeof(void *) *nr);
987
988         from->avail -= nr;
989         to->avail += nr;
990         to->touched = 1;
991         return nr;
992 }
993
994 #ifndef CONFIG_NUMA
995
996 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
997 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
998
999 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1000 {
1001         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1002 }
1003
1004 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1005 {
1006 }
1007
1008 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1009 {
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1014                 gfp_t flags)
1015 {
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1020                  gfp_t flags, int nodeid)
1021 {
1022         return NULL;
1023 }
1024
1025 #else   /* CONFIG_NUMA */
1026
1027 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1028 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1029
1030 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1031 {
1032         struct array_cache **ac_ptr;
1033         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1034         int i;
1035
1036         if (limit > 1)
1037                 limit = 12;
1038         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1039         if (ac_ptr) {
1040                 for_each_node(i) {
1041                         if (i == node || !node_online(i)) {
1042                                 ac_ptr[i] = NULL;
1043                                 continue;
1044                         }
1045                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1046                         if (!ac_ptr[i]) {
1047                                 for (i--; i <= 0; i--)
1048                                         kfree(ac_ptr[i]);
1049                                 kfree(ac_ptr);
1050                                 return NULL;
1051                         }
1052                 }
1053         }
1054         return ac_ptr;
1055 }
1056
1057 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1058 {
1059         int i;
1060
1061         if (!ac_ptr)
1062                 return;
1063         for_each_node(i)
1064             kfree(ac_ptr[i]);
1065         kfree(ac_ptr);
1066 }
1067
1068 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1069                                 struct array_cache *ac, int node)
1070 {
1071         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1072
1073         if (ac->avail) {
1074                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1075                 /*
1076                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1077                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1078                  * into the free lists and getting them back later.
1079                  */
1080                 if (rl3->shared)
1081                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1082
1083                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1084                 ac->avail = 0;
1085                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1086         }
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1091  */
1092 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1093 {
1094         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1095
1096         if (l3->alien) {
1097                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1098
1099                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1100                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1101                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1102                 }
1103         }
1104 }
1105
1106 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1107                                 struct array_cache **alien)
1108 {
1109         int i = 0;
1110         struct array_cache *ac;
1111         unsigned long flags;
1112
1113         for_each_online_node(i) {
1114                 ac = alien[i];
1115                 if (ac) {
1116                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1117                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1118                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1119                 }
1120         }
1121 }
1122
1123 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1124 {
1125         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1126         int nodeid = slabp->nodeid;
1127         struct kmem_list3 *l3;
1128         struct array_cache *alien = NULL;
1129         int node;
1130
1131         node = numa_node_id();
1132
1133         /*
1134          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1135          * cache on this cpu.
1136          */
1137         if (likely(slabp->nodeid == node) || unlikely(!use_alien_caches))
1138                 return 0;
1139
1140         l3 = cachep->nodelists[node];
1141         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1142         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1143                 alien = l3->alien[nodeid];
1144                 spin_lock(&alien->lock);
1145                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1146                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1147                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1148                 }
1149                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1150                 spin_unlock(&alien->lock);
1151         } else {
1152                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1153                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1154                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1155         }
1156         return 1;
1157 }
1158 #endif
1159
1160 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1161                                     unsigned long action, void *hcpu)
1162 {
1163         long cpu = (long)hcpu;
1164         struct kmem_cache *cachep;
1165         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1166         int node = cpu_to_node(cpu);
1167         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1168
1169         switch (action) {
1170         case CPU_UP_PREPARE:
1171                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1172                 /*
1173                  * We need to do this right in the beginning since
1174                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1175                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1176                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1177                  */
1178
1179                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1180                         /*
1181                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1182                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1183                          * node has not already allocated this
1184                          */
1185                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1186                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1187                                 if (!l3)
1188                                         goto bad;
1189                                 kmem_list3_init(l3);
1190                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1191                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1192
1193                                 /*
1194                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1195                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1196                                  * protection here.
1197                                  */
1198                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1199                         }
1200
1201                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1202                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1203                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1204                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1205                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1206                 }
1207
1208                 /*
1209                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1210                  * array caches
1211                  */
1212                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1213                         struct array_cache *nc;
1214                         struct array_cache *shared;
1215                         struct array_cache **alien = NULL;
1216
1217                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1218                                                 cachep->batchcount);
1219                         if (!nc)
1220                                 goto bad;
1221                         shared = alloc_arraycache(node,
1222                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1223                                         0xbaadf00d);
1224                         if (!shared)
1225                                 goto bad;
1226
1227                         if (use_alien_caches) {
1228                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1229                                 if (!alien)
1230                                         goto bad;
1231                         }
1232                         cachep->array[cpu] = nc;
1233                         l3 = cachep->nodelists[node];
1234                         BUG_ON(!l3);
1235
1236                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1237                         if (!l3->shared) {
1238                                 /*
1239                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1240                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1241                                  */
1242                                 l3->shared = shared;
1243                                 shared = NULL;
1244                         }
1245 #ifdef CONFIG_NUMA
1246                         if (!l3->alien) {
1247                                 l3->alien = alien;
1248                                 alien = NULL;
1249                         }
1250 #endif
1251                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1252                         kfree(shared);
1253                         free_alien_cache(alien);
1254                 }
1255                 break;
1256         case CPU_ONLINE:
1257                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1258                 start_cpu_timer(cpu);
1259                 break;
1260 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1261         case CPU_DOWN_PREPARE:
1262                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1263                 break;
1264         case CPU_DOWN_FAILED:
1265                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1266                 break;
1267         case CPU_DEAD:
1268                 /*
1269                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1270                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1271                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1272                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1273                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1274                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1275                  */
1276                 /* fall thru */
1277 #endif
1278         case CPU_UP_CANCELED:
1279                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1280                         struct array_cache *nc;
1281                         struct array_cache *shared;
1282                         struct array_cache **alien;
1283                         cpumask_t mask;
1284
1285                         mask = node_to_cpumask(node);
1286                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1287                         nc = cachep->array[cpu];
1288                         cachep->array[cpu] = NULL;
1289                         l3 = cachep->nodelists[node];
1290
1291                         if (!l3)
1292                                 goto free_array_cache;
1293
1294                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1295
1296                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1297                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1298                         if (nc)
1299                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1300
1301                         if (!cpus_empty(mask)) {
1302                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1303                                 goto free_array_cache;
1304                         }
1305
1306                         shared = l3->shared;
1307                         if (shared) {
1308                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1309                                            l3->shared->avail, node);
1310                                 l3->shared = NULL;
1311                         }
1312
1313                         alien = l3->alien;
1314                         l3->alien = NULL;
1315
1316                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1317
1318                         kfree(shared);
1319                         if (alien) {
1320                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1321                                 free_alien_cache(alien);
1322                         }
1323 free_array_cache:
1324                         kfree(nc);
1325                 }
1326                 /*
1327                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1328                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1329                  * shrink each nodelist to its limit.
1330                  */
1331                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1332                         l3 = cachep->nodelists[node];
1333                         if (!l3)
1334                                 continue;
1335                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1336                 }
1337                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1338                 break;
1339         }
1340         return NOTIFY_OK;
1341 bad:
1342         return NOTIFY_BAD;
1343 }
1344
1345 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1346         &cpuup_callback, NULL, 0
1347 };
1348
1349 /*
1350  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1351  */
1352 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1353                         int nodeid)
1354 {
1355         struct kmem_list3 *ptr;
1356
1357         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1358         BUG_ON(!ptr);
1359
1360         local_irq_disable();
1361         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1362         /*
1363          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1364          */
1365         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1366
1367         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1368         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1369         local_irq_enable();
1370 }
1371
1372 /*
1373  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1374  * before smp_init().
1375  */
1376 void __init kmem_cache_init(void)
1377 {
1378         size_t left_over;
1379         struct cache_sizes *sizes;
1380         struct cache_names *names;
1381         int i;
1382         int order;
1383         int node;
1384
1385         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1386                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1387                 if (i < MAX_NUMNODES)
1388                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1389         }
1390
1391         /*
1392          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1393          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1394          */
1395         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1396                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1397
1398         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1399          * from caches that do not exist yet:
1400          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1401          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1402          *    cache_cache is statically allocated.
1403          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1404          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1405          *    array at the end of the bootstrap.
1406          * 2) Create the first kmalloc cache.
1407          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1408          *    An __init data area is used for the head array.
1409          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1410          *    head arrays.
1411          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1412          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1413          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1414          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1415          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1416          */
1417
1418         node = numa_node_id();
1419
1420         /* 1) create the cache_cache */
1421         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1422         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1423         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1424         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1425         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1426
1427         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1428                                         cache_line_size());
1429
1430         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1431                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1432                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1433                 if (cache_cache.num)
1434                         break;
1435         }
1436         BUG_ON(!cache_cache.num);
1437         cache_cache.gfporder = order;
1438         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1439         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1440                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1441
1442         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1443         sizes = malloc_sizes;
1444         names = cache_names;
1445
1446         /*
1447          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1448          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1449          * bug.
1450          */
1451
1452         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1453                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1454                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1455                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1456                                         NULL, NULL);
1457
1458         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1459                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1460                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1461                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1462                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1463                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1464                                 NULL, NULL);
1465         }
1466
1467         slab_early_init = 0;
1468
1469         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1470                 /*
1471                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1472                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1473                  * eliminates "false sharing".
1474                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1475                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1476                  */
1477                 if (!sizes->cs_cachep) {
1478                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1479                                         sizes->cs_size,
1480                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1481                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1482                                         NULL, NULL);
1483                 }
1484
1485                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1486                                         sizes->cs_size,
1487                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1488                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1489                                                 SLAB_PANIC,
1490                                         NULL, NULL);
1491                 sizes++;
1492                 names++;
1493         }
1494         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1495         {
1496                 struct array_cache *ptr;
1497
1498                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1499
1500                 local_irq_disable();
1501                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1502                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1503                        sizeof(struct arraycache_init));
1504                 /*
1505                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1506                  */
1507                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1508
1509                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1510                 local_irq_enable();
1511
1512                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1513
1514                 local_irq_disable();
1515                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1516                        != &initarray_generic.cache);
1517                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1518                        sizeof(struct arraycache_init));
1519                 /*
1520                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1521                  */
1522                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1523
1524                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1525                     ptr;
1526                 local_irq_enable();
1527         }
1528         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1529         {
1530                 int nid;
1531
1532                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1533                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1534
1535                 for_each_online_node(nid) {
1536                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1537                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1538
1539                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1540                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1541                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1542                         }
1543                 }
1544         }
1545
1546         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1547         {
1548                 struct kmem_cache *cachep;
1549                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1550                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1551                         if (enable_cpucache(cachep))
1552                                 BUG();
1553                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1554         }
1555
1556         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1557         init_lock_keys();
1558
1559
1560         /* Done! */
1561         g_cpucache_up = FULL;
1562
1563         /*
1564          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1565          * cpu_cache_get for all new cpus
1566          */
1567         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1568
1569         /*
1570          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1571          * of the kernel is not yet operational.
1572          */
1573 }
1574
1575 static int __init cpucache_init(void)
1576 {
1577         int cpu;
1578
1579         /*
1580          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1581          */
1582         for_each_online_cpu(cpu)
1583                 start_cpu_timer(cpu);
1584         return 0;
1585 }
1586 __initcall(cpucache_init);
1587
1588 /*
1589  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1590  *
1591  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1592  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1593  * would be relatively rare and ignorable.
1594  */
1595 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1596 {
1597         struct page *page;
1598         int nr_pages;
1599         int i;
1600
1601 #ifndef CONFIG_MMU
1602         /*
1603          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1604          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1605          */
1606         flags |= __GFP_COMP;
1607 #endif
1608
1609         flags |= cachep->gfpflags;
1610
1611         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1612         if (!page)
1613                 return NULL;
1614
1615         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1616         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1617                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1618                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1619         else
1620                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1621                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1622         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1623                 __SetPageSlab(page + i);
1624         return page_address(page);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Interface to system's page release.
1629  */
1630 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1631 {
1632         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1633         struct page *page = virt_to_page(addr);
1634         const unsigned long nr_freed = i;
1635
1636         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1637                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1638                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1639         else
1640                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1641                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1642         while (i--) {
1643                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1644                 __ClearPageSlab(page);
1645                 page++;
1646         }
1647         if (current->reclaim_state)
1648                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1649         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1650 }
1651
1652 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1653 {
1654         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1655         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1656
1657         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1658         if (OFF_SLAB(cachep))
1659                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1660 }
1661
1662 #if DEBUG
1663
1664 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1665 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1666                             unsigned long caller)
1667 {
1668         int size = obj_size(cachep);
1669
1670         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1671
1672         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1673                 return;
1674
1675         *addr++ = 0x12345678;
1676         *addr++ = caller;
1677         *addr++ = smp_processor_id();
1678         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1679         {
1680                 unsigned long *sptr = &caller;
1681                 unsigned long svalue;
1682
1683                 while (!kstack_end(sptr)) {
1684                         svalue = *sptr++;
1685                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1686                                 *addr++ = svalue;
1687                                 size -= sizeof(unsigned long);
1688                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1689                                         break;
1690                         }
1691                 }
1692
1693         }
1694         *addr++ = 0x87654321;
1695 }
1696 #endif
1697
1698 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1699 {
1700         int size = obj_size(cachep);
1701         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1702
1703         memset(addr, val, size);
1704         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1705 }
1706
1707 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1708 {
1709         int i;
1710         unsigned char error = 0;
1711         int bad_count = 0;
1712
1713         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1714         for (i = 0; i < limit; i++) {
1715                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1716                         error = data[offset + i];
1717                         bad_count++;
1718                 }
1719                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1720         }
1721         printk("\n");
1722
1723         if (bad_count == 1) {
1724                 error ^= POISON_FREE;
1725                 if (!(error & (error - 1))) {
1726                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1727                                         "bad RAM.\n");
1728 #ifdef CONFIG_X86
1729                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1730                                         "test tool.\n");
1731 #else
1732                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1733 #endif
1734                 }
1735         }
1736 }
1737 #endif
1738
1739 #if DEBUG
1740
1741 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1742 {
1743         int i, size;
1744         char *realobj;
1745
1746         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1747                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1748                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1749                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1750         }
1751
1752         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1753                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1754                         *dbg_userword(cachep, objp));
1755                 print_symbol("(%s)",
1756                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1757                 printk("\n");
1758         }
1759         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1760         size = obj_size(cachep);
1761         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1762                 int limit;
1763                 limit = 16;
1764                 if (i + limit > size)
1765                         limit = size - i;
1766                 dump_line(realobj, i, limit);
1767         }
1768 }
1769
1770 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1771 {
1772         char *realobj;
1773         int size, i;
1774         int lines = 0;
1775
1776         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1777         size = obj_size(cachep);
1778
1779         for (i = 0; i < size; i++) {
1780                 char exp = POISON_FREE;
1781                 if (i == size - 1)
1782                         exp = POISON_END;
1783                 if (realobj[i] != exp) {
1784                         int limit;
1785                         /* Mismatch ! */
1786                         /* Print header */
1787                         if (lines == 0) {
1788                                 printk(KERN_ERR
1789                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1790                                         realobj, size);
1791                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1792                         }
1793                         /* Hexdump the affected line */
1794                         i = (i / 16) * 16;
1795                         limit = 16;
1796                         if (i + limit > size)
1797                                 limit = size - i;
1798                         dump_line(realobj, i, limit);
1799                         i += 16;
1800                         lines++;
1801                         /* Limit to 5 lines */
1802                         if (lines > 5)
1803                                 break;
1804                 }
1805         }
1806         if (lines != 0) {
1807                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1808                  * exist:
1809                  */
1810                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1811                 unsigned int objnr;
1812
1813                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1814                 if (objnr) {
1815                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1816                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1817                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1818                                realobj, size);
1819                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1820                 }
1821                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1822                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1823                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1824                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1825                                realobj, size);
1826                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1827                 }
1828         }
1829 }
1830 #endif
1831
1832 #if DEBUG
1833 /**
1834  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1835  * @cachep: cache pointer being destroyed
1836  * @slabp: slab pointer being destroyed
1837  *
1838  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1839  * destroyed.
1840  */
1841 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1842 {
1843         int i;
1844         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1845                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1846
1847                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1848 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1849                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1850                                         OFF_SLAB(cachep))
1851                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1852                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1853                         else
1854                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1855 #else
1856                         check_poison_obj(cachep, objp);
1857 #endif
1858                 }
1859                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1860                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1861                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1862                                            "was overwritten");
1863                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1864                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1865                                            "was overwritten");
1866                 }
1867                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1868                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1869         }
1870 }
1871 #else
1872 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1873 {
1874         if (cachep->dtor) {
1875                 int i;
1876                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1877                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1878                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1879                 }
1880         }
1881 }
1882 #endif
1883
1884 /**
1885  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1886  * @cachep: cache pointer being destroyed
1887  * @slabp: slab pointer being destroyed
1888  *
1889  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1890  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1891  * cache-lock is not held/needed.
1892  */
1893 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1894 {
1895         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1896
1897         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1898         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1899                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1900
1901                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1902                 slab_rcu->cachep = cachep;
1903                 slab_rcu->addr = addr;
1904                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1905         } else {
1906                 kmem_freepages(cachep, addr);
1907                 if (OFF_SLAB(cachep))
1908                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1909         }
1910 }
1911
1912 /*
1913  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1914  * size of kmem_list3.
1915  */
1916 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1917 {
1918         int node;
1919
1920         for_each_online_node(node) {
1921                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1922                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1923                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1924                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1925         }
1926 }
1927
1928 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1929 {
1930         int i;
1931         struct kmem_list3 *l3;
1932
1933         for_each_online_cpu(i)
1934             kfree(cachep->array[i]);
1935
1936         /* NUMA: free the list3 structures */
1937         for_each_online_node(i) {
1938                 l3 = cachep->nodelists[i];
1939                 if (l3) {
1940                         kfree(l3->shared);
1941                         free_alien_cache(l3->alien);
1942                         kfree(l3);
1943                 }
1944         }
1945         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1946 }
1947
1948
1949 /**
1950  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1951  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1952  * @size: size of objects to be created in this cache.
1953  * @align: required alignment for the objects.
1954  * @flags: slab allocation flags
1955  *
1956  * Also calculates the number of objects per slab.
1957  *
1958  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1959  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1960  * towards high-order requests, this should be changed.
1961  */
1962 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1963                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1964 {
1965         unsigned long offslab_limit;
1966         size_t left_over = 0;
1967         int gfporder;
1968
1969         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1970                 unsigned int num;
1971                 size_t remainder;
1972
1973                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1974                 if (!num)
1975                         continue;
1976
1977                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1978                         /*
1979                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1980                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1981                          * looping condition in cache_grow().
1982                          */
1983                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1984                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1985
1986                         if (num > offslab_limit)
1987                                 break;
1988                 }
1989
1990                 /* Found something acceptable - save it away */
1991                 cachep->num = num;
1992                 cachep->gfporder = gfporder;
1993                 left_over = remainder;
1994
1995                 /*
1996                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1997                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1998                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1999                  */
2000                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2001                         break;
2002
2003                 /*
2004                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2005                  * currently bad for the gfp()s.
2006                  */
2007                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2008                         break;
2009
2010                 /*
2011                  * Acceptable internal fragmentation?
2012                  */
2013                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2014                         break;
2015         }
2016         return left_over;
2017 }
2018
2019 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2020 {
2021         if (g_cpucache_up == FULL)
2022                 return enable_cpucache(cachep);
2023
2024         if (g_cpucache_up == NONE) {
2025                 /*
2026                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2027                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2028                  * further caches will BUG().
2029                  */
2030                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2031
2032                 /*
2033                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2034                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2035                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2036                  */
2037                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2038                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2039                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2040                 else
2041                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2042         } else {
2043                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2044                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2045
2046                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2047                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2048                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2049                 } else {
2050                         int node;
2051                         for_each_online_node(node) {
2052                                 cachep->nodelists[node] =
2053                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2054                                                 GFP_KERNEL, node);
2055                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2056                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2057                         }
2058                 }
2059         }
2060         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2061                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2062                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2063
2064         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2065         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2066         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2067         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2068         cachep->batchcount = 1;
2069         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2070         return 0;
2071 }
2072
2073 /**
2074  * kmem_cache_create - Create a cache.
2075  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2076  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2077  * @align: The required alignment for the objects.
2078  * @flags: SLAB flags
2079  * @ctor: A constructor for the objects.
2080  * @dtor: A destructor for the objects.
2081  *
2082  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2083  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2084  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2085  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2086  *
2087  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2088  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2089  *
2090  * The flags are
2091  *
2092  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2093  * to catch references to uninitialised memory.
2094  *
2095  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2096  * for buffer overruns.
2097  *
2098  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2099  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2100  * as davem.
2101  */
2102 struct kmem_cache *
2103 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2104         unsigned long flags,
2105         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2106         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2107 {
2108         size_t left_over, slab_size, ralign;
2109         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2110
2111         /*
2112          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2113          */
2114         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2115             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2116                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2117                                 name);
2118                 BUG();
2119         }
2120
2121         /*
2122          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2123          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2124          */
2125         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2126
2127         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2128                 char tmp;
2129                 int res;
2130
2131                 /*
2132                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2133                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2134                  * area of the module.  Print a warning.
2135                  */
2136                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2137                 if (res) {
2138                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2139                                pc->buffer_size);
2140                         continue;
2141                 }
2142
2143                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2144                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2145                         dump_stack();
2146                         goto oops;
2147                 }
2148         }
2149
2150 #if DEBUG
2151         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2152         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2153                 /* No constructor, but inital state check requested */
2154                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2155                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2156                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2157         }
2158 #if FORCED_DEBUG
2159         /*
2160          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2161          * large objects, if the increased size would increase the object size
2162          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2163          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2164          */
2165         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2166                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2167         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2168                 flags |= SLAB_POISON;
2169 #endif
2170         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2171                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2172 #endif
2173         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2174                 BUG_ON(dtor);
2175
2176         /*
2177          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2178          * isn't available.
2179          */
2180         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2181
2182         /*
2183          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2184          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2185          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2186          */
2187         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2188                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2189                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2190         }
2191
2192         /* calculate the final buffer alignment: */
2193
2194         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2195         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2196                 /*
2197                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2198                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2199                  * one cacheline.
2200                  */
2201                 ralign = cache_line_size();
2202                 while (size <= ralign / 2)
2203                         ralign /= 2;
2204         } else {
2205                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2206         }
2207
2208         /*
2209          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2210          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2211          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2212          */
2213         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2214                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2215
2216         /* 2) arch mandated alignment */
2217         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2218                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2219         }
2220         /* 3) caller mandated alignment */
2221         if (ralign < align) {
2222                 ralign = align;
2223         }
2224         /* disable debug if necessary */
2225         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2226                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2227         /*
2228          * 4) Store it.
2229          */
2230         align = ralign;
2231
2232         /* Get cache's description obj. */
2233         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2234         if (!cachep)
2235                 goto oops;
2236
2237 #if DEBUG
2238         cachep->obj_size = size;
2239
2240         /*
2241          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2242          * into align above.
2243          */
2244         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2245                 /* add space for red zone words */
2246                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2247                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2248         }
2249         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2250                 /* user store requires one word storage behind the end of
2251                  * the real object.
2252                  */
2253                 size += BYTES_PER_WORD;
2254         }
2255 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2256         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2257             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2258                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2259                 size = PAGE_SIZE;
2260         }
2261 #endif
2262 #endif
2263
2264         /*
2265          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2266          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2267          * it too early on.)
2268          */
2269         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2270                 /*
2271                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2272                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2273                  */
2274                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2275
2276         size = ALIGN(size, align);
2277
2278         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2279
2280         if (!cachep->num) {
2281                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2282                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2283                 cachep = NULL;
2284                 goto oops;
2285         }
2286         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2287                           + sizeof(struct slab), align);
2288
2289         /*
2290          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2291          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2292          */
2293         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2294                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2295                 left_over -= slab_size;
2296         }
2297
2298         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2299                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2300                 slab_size =
2301                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2302         }
2303
2304         cachep->colour_off = cache_line_size();
2305         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2306         if (cachep->colour_off < align)
2307                 cachep->colour_off = align;
2308         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2309         cachep->slab_size = slab_size;
2310         cachep->flags = flags;
2311         cachep->gfpflags = 0;
2312         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2313                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2314         cachep->buffer_size = size;
2315
2316         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2317                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2318                 /*
2319                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2320                  * But since we go off slab only for object size greater than
2321                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2322                  * this should not happen at all.
2323                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2324                  */
2325                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2326         }
2327         cachep->ctor = ctor;
2328         cachep->dtor = dtor;
2329         cachep->name = name;
2330
2331         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2332                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2333                 cachep = NULL;
2334                 goto oops;
2335         }
2336
2337         /* cache setup completed, link it into the list */
2338         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2339 oops:
2340         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2341                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2342                       name);
2343         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2344         return cachep;
2345 }
2346 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2347
2348 #if DEBUG
2349 static void check_irq_off(void)
2350 {
2351         BUG_ON(!irqs_disabled());
2352 }
2353
2354 static void check_irq_on(void)
2355 {
2356         BUG_ON(irqs_disabled());
2357 }
2358
2359 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2360 {
2361 #ifdef CONFIG_SMP
2362         check_irq_off();
2363         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2364 #endif
2365 }
2366
2367 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2368 {
2369 #ifdef CONFIG_SMP
2370         check_irq_off();
2371         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2372 #endif
2373 }
2374
2375 #else
2376 #define check_irq_off() do { } while(0)
2377 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2378 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2379 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2380 #endif
2381
2382 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2383                         struct array_cache *ac,
2384                         int force, int node);
2385
2386 static void do_drain(void *arg)
2387 {
2388         struct kmem_cache *cachep = arg;
2389         struct array_cache *ac;
2390         int node = numa_node_id();
2391
2392         check_irq_off();
2393         ac = cpu_cache_get(cachep);
2394         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2395         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2396         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2397         ac->avail = 0;
2398 }
2399
2400 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2401 {
2402         struct kmem_list3 *l3;
2403         int node;
2404
2405         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2406         check_irq_on();
2407         for_each_online_node(node) {
2408                 l3 = cachep->nodelists[node];
2409                 if (l3 && l3->alien)
2410                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2411         }
2412
2413         for_each_online_node(node) {
2414                 l3 = cachep->nodelists[node];
2415                 if (l3)
2416                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2417         }
2418 }
2419
2420 /*
2421  * Remove slabs from the list of free slabs.
2422  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2423  *
2424  * Returns the actual number of slabs released.
2425  */
2426 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2427                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2428 {
2429         struct list_head *p;
2430         int nr_freed;
2431         struct slab *slabp;
2432
2433         nr_freed = 0;
2434         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2435
2436                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2437                 p = l3->slabs_free.prev;
2438                 if (p == &l3->slabs_free) {
2439                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2440                         goto out;
2441                 }
2442
2443                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2444 #if DEBUG
2445                 BUG_ON(slabp->inuse);
2446 #endif
2447                 list_del(&slabp->list);
2448                 /*
2449                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2450                  * to the cache.
2451                  */
2452                 l3->free_objects -= cache->num;
2453                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2454                 slab_destroy(cache, slabp);
2455                 nr_freed++;
2456         }
2457 out:
2458         return nr_freed;
2459 }
2460
2461 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2462 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2463 {
2464         int ret = 0, i = 0;
2465         struct kmem_list3 *l3;
2466
2467         drain_cpu_caches(cachep);
2468
2469         check_irq_on();
2470         for_each_online_node(i) {
2471                 l3 = cachep->nodelists[i];
2472                 if (!l3)
2473                         continue;
2474
2475                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2476
2477                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2478                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2479         }
2480         return (ret ? 1 : 0);
2481 }
2482
2483 /**
2484  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2485  * @cachep: The cache to shrink.
2486  *
2487  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2488  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2489  */
2490 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2491 {
2492         int ret;
2493         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2494
2495         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2496         ret = __cache_shrink(cachep);
2497         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2498         return ret;
2499 }
2500 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2501
2502 /**
2503  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2504  * @cachep: the cache to destroy
2505  *
2506  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2507  *
2508  * It is expected this function will be called by a module when it is
2509  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2510  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2511  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2512  *
2513  * The cache must be empty before calling this function.
2514  *
2515  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2516  * during the kmem_cache_destroy().
2517  */
2518 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2519 {
2520         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2521
2522         /* Find the cache in the chain of caches. */
2523         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2524         /*
2525          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2526          */
2527         list_del(&cachep->next);
2528         if (__cache_shrink(cachep)) {
2529                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2530                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2531                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2532                 return;
2533         }
2534
2535         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2536                 synchronize_rcu();
2537
2538         __kmem_cache_destroy(cachep);
2539         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2540 }
2541 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2542
2543 /*
2544  * Get the memory for a slab management obj.
2545  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2546  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2547  * come from the same cache which is getting created because,
2548  * when we are searching for an appropriate cache for these
2549  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2550  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2551  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2552  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2553  */
2554 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2555                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2556                                    int nodeid)
2557 {
2558         struct slab *slabp;
2559
2560         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2561                 /* Slab management obj is off-slab. */
2562                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2563                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2564                 if (!slabp)
2565                         return NULL;
2566         } else {
2567                 slabp = objp + colour_off;
2568                 colour_off += cachep->slab_size;
2569         }
2570         slabp->inuse = 0;
2571         slabp->colouroff = colour_off;
2572         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2573         slabp->nodeid = nodeid;
2574         return slabp;
2575 }
2576
2577 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2578 {
2579         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2580 }
2581
2582 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2583                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2584 {
2585         int i;
2586
2587         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2588                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2589 #if DEBUG
2590                 /* need to poison the objs? */
2591                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2592                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2593                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2594                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2595
2596                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2597                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2598                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2599                 }
2600                 /*
2601                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2602                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2603                  * They must also be threaded.
2604                  */
2605                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2606                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2607                                      ctor_flags);
2608
2609                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2610                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2611                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2612                                            " end of an object");
2613                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2614                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2615                                            " start of an object");
2616                 }
2617                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2618                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2619                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2620                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2621 #else
2622                 if (cachep->ctor)
2623                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2624 #endif
2625                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2626         }
2627         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2628         slabp->free = 0;
2629 }
2630
2631 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2632 {
2633         if (flags & GFP_DMA)
2634                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2635         else
2636                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2637 }
2638
2639 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2640                                 int nodeid)
2641 {
2642         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2643         kmem_bufctl_t next;
2644
2645         slabp->inuse++;
2646         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2647 #if DEBUG
2648         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2649         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2650 #endif
2651         slabp->free = next;
2652
2653         return objp;
2654 }
2655
2656 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2657                                 void *objp, int nodeid)
2658 {
2659         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2660
2661 #if DEBUG
2662         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2663         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2664
2665         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2666                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2667                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2668                 BUG();
2669         }
2670 #endif
2671         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2672         slabp->free = objnr;
2673         slabp->inuse--;
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2678  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2679  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2680  */
2681 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2682                            void *addr)
2683 {
2684         int nr_pages;
2685         struct page *page;
2686
2687         page = virt_to_page(addr);
2688
2689         nr_pages = 1;
2690         if (likely(!PageCompound(page)))
2691                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2692
2693         do {
2694                 page_set_cache(page, cache);
2695                 page_set_slab(page, slab);
2696                 page++;
2697         } while (--nr_pages);
2698 }
2699
2700 /*
2701  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2702  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2703  */
2704 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2705                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2706 {
2707         struct slab *slabp;
2708         size_t offset;
2709         gfp_t local_flags;
2710         unsigned long ctor_flags;
2711         struct kmem_list3 *l3;
2712
2713         /*
2714          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2715          * critical path in kmem_cache_alloc().
2716          */
2717         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2718         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2719                 return 0;
2720
2721         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2722         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2723         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2724                 /*
2725                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2726                  * this - it might need to know...
2727                  */
2728                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2729
2730         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2731         check_irq_off();
2732         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2733         spin_lock(&l3->list_lock);
2734
2735         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2736         offset = l3->colour_next;
2737         l3->colour_next++;
2738         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2739                 l3->colour_next = 0;
2740         spin_unlock(&l3->list_lock);
2741
2742         offset *= cachep->colour_off;
2743
2744         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2745                 local_irq_enable();
2746
2747         /*
2748          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2749          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2750          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2751          * will eventually be caught here (where it matters).
2752          */
2753         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2754
2755         /*
2756          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2757          * 'nodeid'.
2758          */
2759         if (!objp)
2760                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2761         if (!objp)
2762                 goto failed;
2763
2764         /* Get slab management. */
2765         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2766                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2767         if (!slabp)
2768                 goto opps1;
2769
2770         slabp->nodeid = nodeid;
2771         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2772
2773         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2774
2775         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2776                 local_irq_disable();
2777         check_irq_off();
2778         spin_lock(&l3->list_lock);
2779
2780         /* Make slab active. */
2781         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2782         STATS_INC_GROWN(cachep);
2783         l3->free_objects += cachep->num;
2784         spin_unlock(&l3->list_lock);
2785         return 1;
2786 opps1:
2787         kmem_freepages(cachep, objp);
2788 failed:
2789         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2790                 local_irq_disable();
2791         return 0;
2792 }
2793
2794 #if DEBUG
2795
2796 /*
2797  * Perform extra freeing checks:
2798  * - detect bad pointers.
2799  * - POISON/RED_ZONE checking
2800  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2801  */
2802 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2803 {
2804         struct page *page;
2805
2806         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2807                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2808                        (unsigned long)objp);
2809                 BUG();
2810         }
2811         page = virt_to_page(objp);
2812         if (!PageSlab(page)) {
2813                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2814                        (unsigned long)objp);
2815                 BUG();
2816         }
2817 }
2818
2819 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2820 {
2821         unsigned long redzone1, redzone2;
2822
2823         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2824         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2825
2826         /*
2827          * Redzone is ok.
2828          */
2829         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2830                 return;
2831
2832         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2833                 slab_error(cache, "double free detected");
2834         else
2835                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2836
2837         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2838                         obj, redzone1, redzone2);
2839 }
2840
2841 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2842                                    void *caller)
2843 {
2844         struct page *page;
2845         unsigned int objnr;
2846         struct slab *slabp;
2847
2848         objp -= obj_offset(cachep);
2849         kfree_debugcheck(objp);
2850         page = virt_to_page(objp);
2851
2852         slabp = page_get_slab(page);
2853
2854         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2855                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2856                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2857                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2858         }
2859         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2860                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2861
2862         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2863
2864         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2865         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2866
2867         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2868                 /*
2869                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2870                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2871                  * the cache-lock held.
2872                  */
2873                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2874                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2875         }
2876         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2877                 /* we want to cache poison the object,
2878                  * call the destruction callback
2879                  */
2880                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2881         }
2882 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2883         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2884 #endif
2885         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2886 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2887                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2888                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2889                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2890                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2891                 } else {
2892                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2893                 }
2894 #else
2895                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2896 #endif
2897         }
2898         return objp;
2899 }
2900
2901 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2902 {
2903         kmem_bufctl_t i;
2904         int entries = 0;
2905
2906         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2907         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2908                 entries++;
2909                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2910                         goto bad;
2911         }
2912         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2913 bad:
2914                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2915                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2916                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2917                 for (i = 0;
2918                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2919                      i++) {
2920                         if (i % 16 == 0)
2921                                 printk("\n%03x:", i);
2922                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2923                 }
2924                 printk("\n");
2925                 BUG();
2926         }
2927 }
2928 #else
2929 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2930 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2931 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2932 #endif
2933
2934 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2935 {
2936         int batchcount;
2937         struct kmem_list3 *l3;
2938         struct array_cache *ac;
2939         int node;
2940
2941         node = numa_node_id();
2942
2943         check_irq_off();
2944         ac = cpu_cache_get(cachep);
2945 retry:
2946         batchcount = ac->batchcount;
2947         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2948                 /*
2949                  * If there was little recent activity on this cache, then
2950                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2951                  * refill bouncing.
2952                  */
2953                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2954         }
2955         l3 = cachep->nodelists[node];
2956
2957         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2958         spin_lock(&l3->list_lock);
2959
2960         /* See if we can refill from the shared array */
2961         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2962                 goto alloc_done;
2963
2964         while (batchcount > 0) {
2965                 struct list_head *entry;
2966                 struct slab *slabp;
2967                 /* Get slab alloc is to come from. */
2968                 entry = l3->slabs_partial.next;
2969                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2970                         l3->free_touched = 1;
2971                         entry = l3->slabs_free.next;
2972                         if (entry == &l3->slabs_free)
2973                                 goto must_grow;
2974                 }
2975
2976                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2977                 check_slabp(cachep, slabp);
2978                 check_spinlock_acquired(cachep);
2979                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2980                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2981                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2982                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2983
2984                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2985                                                             node);
2986                 }
2987                 check_slabp(cachep, slabp);
2988
2989                 /* move slabp to correct slabp list: */
2990                 list_del(&slabp->list);
2991                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2992                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2993                 else
2994                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2995         }
2996
2997 must_grow:
2998         l3->free_objects -= ac->avail;
2999 alloc_done:
3000         spin_unlock(&l3->list_lock);
3001
3002         if (unlikely(!ac->avail)) {
3003                 int x;
3004                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3005
3006                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3007                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3008                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3009                         return NULL;
3010
3011                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3012                         goto retry;
3013         }
3014         ac->touched = 1;
3015         return ac->entry[--ac->avail];
3016 }
3017
3018 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3019                                                 gfp_t flags)
3020 {
3021         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3022 #if DEBUG
3023         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3024 #endif
3025 }
3026
3027 #if DEBUG
3028 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3029                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3030 {
3031         if (!objp)
3032                 return objp;
3033         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3034 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3035                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3036                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3037                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3038                 else
3039                         check_poison_obj(cachep, objp);
3040 #else
3041                 check_poison_obj(cachep, objp);
3042 #endif
3043                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3044         }
3045         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3046                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3047
3048         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3049                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3050                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3051                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3052                                                 " object was overwritten");
3053                         printk(KERN_ERR
3054                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3055                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3056                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3057                 }
3058                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3059                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3060         }
3061 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3062         {
3063                 struct slab *slabp;
3064                 unsigned objnr;
3065
3066                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3067                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3068                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3069         }
3070 #endif
3071         objp += obj_offset(cachep);
3072         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3073                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3074
3075                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3076                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3077
3078                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3079         }
3080 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3081         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3082                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3083                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3084         }
3085 #endif
3086         return objp;
3087 }
3088 #else
3089 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3090 #endif
3091
3092 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3093
3094 static struct failslab_attr {
3095
3096         struct fault_attr attr;
3097
3098         u32 ignore_gfp_wait;
3099 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3100         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3101 #endif
3102
3103 } failslab = {
3104         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3105 };
3106
3107 static int __init setup_failslab(char *str)
3108 {
3109         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3110 }
3111 __setup("failslab=", setup_failslab);
3112
3113 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3114 {
3115         if (cachep == &cache_cache)
3116                 return 0;
3117         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3118                 return 0;
3119         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3120                 return 0;
3121
3122         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3123 }
3124
3125 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3126
3127 static int __init failslab_debugfs(void)
3128 {
3129         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3130         struct dentry *dir;
3131         int err;
3132
3133         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3134         if (err)
3135                 return err;
3136         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3137
3138         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3139                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3140                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3141
3142         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3143                 err = -ENOMEM;
3144                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3145                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3146         }
3147
3148         return err;
3149 }
3150
3151 late_initcall(failslab_debugfs);
3152
3153 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3154
3155 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3156
3157 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3158 {
3159         return 0;
3160 }
3161
3162 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3163
3164 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3165 {
3166         void *objp;
3167         struct array_cache *ac;
3168
3169         check_irq_off();
3170
3171         if (should_failslab(cachep, flags))
3172                 return NULL;
3173
3174         ac = cpu_cache_get(cachep);
3175         if (likely(ac->avail)) {
3176                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3177                 ac->touched = 1;
3178                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3179         } else {
3180                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3181                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3182         }
3183         return objp;
3184 }
3185
3186 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3187                                                 gfp_t flags, void *caller)
3188 {
3189         unsigned long save_flags;
3190         void *objp = NULL;
3191
3192         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3193
3194         local_irq_save(save_flags);
3195
3196         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3197                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3198                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3199
3200         if (!objp)
3201                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3202         /*
3203          * We may just have run out of memory on the local node.
3204          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3205          */
3206         if (NUMA_BUILD && !objp)
3207                 objp = ____cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3208         local_irq_restore(save_flags);
3209         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3210                                             caller);
3211         prefetchw(objp);
3212         return objp;
3213 }
3214
3215 #ifdef CONFIG_NUMA
3216 /*
3217  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3218  *
3219  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3220  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3221  */
3222 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3223 {
3224         int nid_alloc, nid_here;
3225
3226         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3227                 return NULL;
3228         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3229         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3230                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3231         else if (current->mempolicy)
3232                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3233         if (nid_alloc != nid_here)
3234                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3235         return NULL;
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3240  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3241  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3242  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3243  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3244  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3245  */
3246 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3247 {
3248         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3249                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3250         struct zone **z;
3251         void *obj = NULL;
3252         int nid;
3253
3254 retry:
3255         /*
3256          * Look through allowed nodes for objects available
3257          * from existing per node queues.
3258          */
3259         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3260                 nid = zone_to_nid(*z);
3261
3262                 if (cpuset_zone_allowed(*z, flags | __GFP_HARDWALL) &&
3263                         cache->nodelists[nid] &&
3264                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3265                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3266                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3267         }
3268
3269         if (!obj) {
3270                 /*
3271                  * This allocation will be performed within the constraints
3272                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3273                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3274                  * set and go into memory reserves if necessary.
3275                  */
3276                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3277                 if (obj) {
3278                         /*
3279                          * Insert into the appropriate per node queues
3280                          */
3281                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3282                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3283                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3284                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3285                                 if (!obj)
3286                                         /*
3287                                          * Another processor may allocate the
3288                                          * objects in the slab since we are
3289                                          * not holding any locks.
3290                                          */
3291                                         goto retry;
3292                         } else {
3293                                 kmem_freepages(cache, obj);
3294                                 obj = NULL;
3295                         }
3296                 }
3297         }
3298         return obj;
3299 }
3300
3301 /*
3302  * A interface to enable slab creation on nodeid
3303  */
3304 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3305                                 int nodeid)
3306 {
3307         struct list_head *entry;
3308         struct slab *slabp;
3309         struct kmem_list3 *l3;
3310         void *obj;
3311         int x;
3312
3313         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3314         BUG_ON(!l3);
3315
3316 retry:
3317         check_irq_off();
3318         spin_lock(&l3->list_lock);
3319         entry = l3->slabs_partial.next;
3320         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3321                 l3->free_touched = 1;
3322                 entry = l3->slabs_free.next;
3323                 if (entry == &l3->slabs_free)
3324                         goto must_grow;
3325         }
3326
3327         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3328         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3329         check_slabp(cachep, slabp);
3330
3331         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3332         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3333         STATS_SET_HIGH(cachep);
3334
3335         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3336
3337         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3338         check_slabp(cachep, slabp);
3339         l3->free_objects--;
3340         /* move slabp to correct slabp list: */
3341         list_del(&slabp->list);
3342
3343         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3344                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3345         else
3346                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3347
3348         spin_unlock(&l3->list_lock);
3349         goto done;
3350
3351 must_grow:
3352         spin_unlock(&l3->list_lock);
3353         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3354         if (x)
3355                 goto retry;
3356
3357         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3358                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3359                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3360
3361         return NULL;
3362
3363 done:
3364         return obj;
3365 }
3366 #endif
3367
3368 /*
3369  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3370  */
3371 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3372                        int node)
3373 {
3374         int i;
3375         struct kmem_list3 *l3;
3376
3377         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3378                 void *objp = objpp[i];
3379                 struct slab *slabp;
3380
3381                 slabp = virt_to_slab(objp);
3382                 l3 = cachep->nodelists[node];
3383                 list_del(&slabp->list);
3384                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3385                 check_slabp(cachep, slabp);
3386                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3387                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3388                 l3->free_objects++;
3389                 check_slabp(cachep, slabp);
3390
3391                 /* fixup slab chains */
3392                 if (slabp->inuse == 0) {
3393                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3394                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3395                                 /* No need to drop any previously held
3396                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3397                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3398                                  * a different cache, refer to comments before
3399                                  * alloc_slabmgmt.
3400                                  */
3401                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3402                         } else {
3403                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3404                         }
3405                 } else {
3406                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3407                          * partial list on free - maximum time for the
3408                          * other objects to be freed, too.
3409                          */
3410                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3411                 }
3412         }
3413 }
3414
3415 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3416 {
3417         int batchcount;
3418         struct kmem_list3 *l3;
3419         int node = numa_node_id();
3420
3421         batchcount = ac->batchcount;
3422 #if DEBUG
3423         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3424 #endif
3425         check_irq_off();
3426         l3 = cachep->nodelists[node];
3427         spin_lock(&l3->list_lock);
3428         if (l3->shared) {
3429                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3430                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3431                 if (max) {
3432                         if (batchcount > max)
3433                                 batchcount = max;
3434                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3435                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3436                         shared_array->avail += batchcount;
3437                         goto free_done;
3438                 }
3439         }
3440
3441         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3442 free_done:
3443 #if STATS
3444         {
3445                 int i = 0;
3446                 struct list_head *p;
3447
3448                 p = l3->slabs_free.next;
3449                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3450                         struct slab *slabp;
3451
3452                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3453                         BUG_ON(slabp->inuse);
3454
3455                         i++;
3456                         p = p->next;
3457                 }
3458                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3459         }
3460 #endif
3461         spin_unlock(&l3->list_lock);
3462         ac->avail -= batchcount;
3463         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3464 }
3465
3466 /*
3467  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3468  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3469  */
3470 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3471 {
3472         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3473
3474         check_irq_off();
3475         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3476
3477         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3478                 return;
3479
3480         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3481                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3482                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3483                 return;
3484         } else {
3485                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3486                 cache_flusharray(cachep, ac);
3487                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3488         }
3489 }
3490
3491 /**
3492  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3493  * @cachep: The cache to allocate from.
3494  * @flags: See kmalloc().
3495  *
3496  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3497  * if the cache has no available objects.
3498  */
3499 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3500 {
3501         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3502 }
3503 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3504
3505 /**
3506  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3507  * @cache: The cache to allocate from.
3508  * @flags: See kmalloc().
3509  *
3510  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3511  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3512  */
3513 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3514 {
3515         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3516         if (ret)
3517                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3518         return ret;
3519 }
3520 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3521
3522 /**
3523  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3524  *      be a slab entry.
3525  * @cachep: the cache we're checking against
3526  * @ptr: pointer to validate
3527  *
3528  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3529  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3530  * part of the slab cache in question, but it at least
3531  * validates that the pointer can be dereferenced and
3532  * looks half-way sane.
3533  *
3534  * Currently only used for dentry validation.
3535  */
3536 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3537 {
3538         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3539         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3540         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3541         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3542         struct page *page;
3543
3544         if (unlikely(addr < min_addr))
3545                 goto out;
3546         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3547                 goto out;
3548         if (unlikely(addr & align_mask))
3549                 goto out;
3550         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3551                 goto out;
3552         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3553                 goto out;
3554         page = virt_to_page(ptr);
3555         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3556                 goto out;
3557         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3558                 goto out;
3559         return 1;
3560 out:
3561         return 0;
3562 }
3563
3564 #ifdef CONFIG_NUMA
3565 /**
3566  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3567  * @cachep: The cache to allocate from.
3568  * @flags: See kmalloc().
3569  * @nodeid: node number of the target node.
3570  *
3571  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3572  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3573  *
3574  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3575  */
3576 static __always_inline void *
3577 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3578                 int nodeid, void *caller)
3579 {
3580         unsigned long save_flags;
3581         void *ptr = NULL;
3582
3583         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3584         local_irq_save(save_flags);
3585
3586         if (unlikely(nodeid == -1))
3587                 nodeid = numa_node_id();
3588
3589         if (likely(cachep->nodelists[nodeid])) {
3590                 if (nodeid == numa_node_id()) {
3591                         /*
3592                          * Use the locally cached objects if possible.
3593                          * However ____cache_alloc does not allow fallback
3594                          * to other nodes. It may fail while we still have
3595                          * objects on other nodes available.
3596                          */
3597                         ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3598                 }
3599                 if (!ptr) {
3600                         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3601                         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3602                 }
3603         } else {
3604                 /* Node not bootstrapped yet */
3605                 if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3606                         ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3607         }
3608
3609         local_irq_restore(save_flags);
3610         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3611
3612         return ptr;
3613 }
3614
3615 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3616 {
3617         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3618                         __builtin_return_address(0));
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3621
3622 static __always_inline void *
3623 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3624 {
3625         struct kmem_cache *cachep;
3626
3627         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3628         if (unlikely(cachep == NULL))
3629                 return NULL;
3630         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3631 }
3632
3633 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3634 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3635 {
3636         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3637                         __builtin_return_address(0));
3638 }
3639 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3640
3641 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3642                 int node, void *caller)
3643 {
3644         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3645 }
3646 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3647 #else
3648 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3649 {
3650         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3651 }
3652 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3653 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3654 #endif /* CONFIG_NUMA */
3655
3656 /**
3657  * __do_kmalloc - allocate memory
3658  * @size: how many bytes of memory are required.
3659  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3660  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3661  */
3662 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3663                                           void *caller)
3664 {
3665         struct kmem_cache *cachep;
3666
3667         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3668          * __ with kmem_.
3669          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3670          * functions.
3671          */
3672         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3673         if (unlikely(cachep == NULL))
3674                 return NULL;
3675         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3676 }
3677
3678
3679 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3680 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3681 {
3682         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3685
3686 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3687 {
3688         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3689 }
3690 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3691
3692 #else
3693 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3694 {
3695         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3698 #endif
3699
3700 /**
3701  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3702  * @cachep: The cache the allocation was from.
3703  * @objp: The previously allocated object.
3704  *
3705  * Free an object which was previously allocated from this
3706  * cache.
3707  */
3708 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3709 {
3710         unsigned long flags;
3711
3712         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3713
3714         local_irq_save(flags);
3715         __cache_free(cachep, objp);
3716         local_irq_restore(flags);
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3719
3720 /**
3721  * kfree - free previously allocated memory
3722  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3723  *
3724  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3725  *
3726  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3727  * or you will run into trouble.
3728  */
3729 void kfree(const void *objp)
3730 {
3731         struct kmem_cache *c;
3732         unsigned long flags;
3733
3734         if (unlikely(!objp))
3735                 return;
3736         local_irq_save(flags);
3737         kfree_debugcheck(objp);
3738         c = virt_to_cache(objp);
3739         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3740         __cache_free(c, (void *)objp);
3741         local_irq_restore(flags);
3742 }
3743 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3744
3745 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3746 {
3747         return obj_size(cachep);
3748 }
3749 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3750
3751 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3752 {
3753         return cachep->name;
3754 }
3755 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3756
3757 /*
3758  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3759  */
3760 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3761 {
3762         int node;
3763         struct kmem_list3 *l3;
3764         struct array_cache *new_shared;
3765         struct array_cache **new_alien = NULL;
3766
3767         for_each_online_node(node) {
3768
3769                 if (use_alien_caches) {
3770                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3771                         if (!new_alien)
3772                                 goto fail;
3773                 }
3774
3775                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3776                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3777                                         0xbaadf00d);
3778                 if (!new_shared) {
3779                         free_alien_cache(new_alien);
3780                         goto fail;
3781                 }
3782
3783                 l3 = cachep->nodelists[node];
3784                 if (l3) {
3785                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3786
3787                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3788
3789                         if (shared)
3790                                 free_block(cachep, shared->entry,
3791                                                 shared->avail, node);
3792
3793                         l3->shared = new_shared;
3794                         if (!l3->alien) {
3795                                 l3->alien = new_alien;
3796                                 new_alien = NULL;
3797                         }
3798                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3799                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3800                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3801                         kfree(shared);
3802                         free_alien_cache(new_alien);
3803                         continue;
3804                 }
3805                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3806                 if (!l3) {
3807                         free_alien_cache(new_alien);
3808                         kfree(new_shared);
3809                         goto fail;
3810                 }
3811
3812                 kmem_list3_init(l3);
3813                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3814                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3815                 l3->shared = new_shared;
3816                 l3->alien = new_alien;
3817                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3818                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3819                 cachep->nodelists[node] = l3;
3820         }
3821         return 0;
3822
3823 fail:
3824         if (!cachep->next.next) {
3825                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3826                 node--;
3827                 while (node >= 0) {
3828                         if (cachep->nodelists[node]) {
3829                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3830
3831                                 kfree(l3->shared);
3832                                 free_alien_cache(l3->alien);
3833                                 kfree(l3);
3834                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3835                         }
3836                         node--;
3837                 }
3838         }
3839         return -ENOMEM;
3840 }
3841
3842 struct ccupdate_struct {
3843         struct kmem_cache *cachep;
3844         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3845 };
3846
3847 static void do_ccupdate_local(void *info)
3848 {
3849         struct ccupdate_struct *new = info;
3850         struct array_cache *old;
3851
3852         check_irq_off();
3853         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3854
3855         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3856         new->new[smp_processor_id()] = old;
3857 }
3858
3859 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3860 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3861                                 int batchcount, int shared)
3862 {
3863         struct ccupdate_struct *new;
3864         int i;
3865
3866         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3867         if (!new)
3868                 return -ENOMEM;
3869
3870         for_each_online_cpu(i) {
3871                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3872                                                 batchcount);
3873                 if (!new->new[i]) {
3874                         for (i--; i >= 0; i--)
3875                                 kfree(new->new[i]);
3876                         kfree(new);
3877                         return -ENOMEM;
3878                 }
3879         }
3880         new->cachep = cachep;
3881
3882         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3883
3884         check_irq_on();
3885         cachep->batchcount = batchcount;
3886         cachep->limit = limit;
3887         cachep->shared = shared;
3888
3889         for_each_online_cpu(i) {
3890                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3891                 if (!ccold)
3892                         continue;
3893                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3894                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3895                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3896                 kfree(ccold);
3897         }
3898         kfree(new);
3899         return alloc_kmemlist(cachep);
3900 }
3901
3902 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3903 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3904 {
3905         int err;
3906         int limit, shared;
3907
3908         /*
3909          * The head array serves three purposes:
3910          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3911          * - reduce the number of spinlock operations.
3912          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3913          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3914          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3915          * Bonwick.
3916          */
3917         if (cachep->buffer_size > 131072)
3918                 limit = 1;
3919         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3920                 limit = 8;
3921         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3922                 limit = 24;
3923         else if (cachep->buffer_size > 256)
3924                 limit = 54;
3925         else
3926                 limit = 120;
3927
3928         /*
3929          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3930          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3931          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3932          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3933          * replaces Bonwick's magazine layer.
3934          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3935          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3936          */
3937         shared = 0;
3938 #ifdef CONFIG_SMP
3939         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3940                 shared = 8;
3941 #endif
3942
3943 #if DEBUG
3944         /*
3945          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3946          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3947          */
3948         if (limit > 32)
3949                 limit = 32;
3950 #endif
3951         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3952         if (err)
3953                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3954                        cachep->name, -err);
3955         return err;
3956 }
3957
3958 /*
3959  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3960  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3961  * if drain_array() is used on the shared array.
3962  */
3963 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3964                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3965 {
3966         int tofree;
3967
3968         if (!ac || !ac->avail)
3969                 return;
3970         if (ac->touched && !force) {
3971                 ac->touched = 0;
3972         } else {
3973                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3974                 if (ac->avail) {
3975                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3976                         if (tofree > ac->avail)
3977                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3978                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3979                         ac->avail -= tofree;
3980                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3981                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3982                 }
3983                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3984         }
3985 }
3986
3987 /**
3988  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3989  * @unused: unused parameter
3990  *
3991  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3992  * Purpose:
3993  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3994  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3995  *
3996  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3997  * again on the next iteration.
3998  */
3999 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
4000 {
4001         struct kmem_cache *searchp;
4002         struct kmem_list3 *l3;
4003         int node = numa_node_id();
4004
4005         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
4006                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4007                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
4008                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
4009                 return;
4010         }
4011
4012         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4013                 check_irq_on();
4014
4015                 /*
4016                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4017                  * have established with reasonable certainty that
4018                  * we can do some work if the lock was obtained.
4019                  */
4020                 l3 = searchp->nodelists[node];
4021
4022                 reap_alien(searchp, l3);
4023
4024                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4025
4026                 /*
4027                  * These are racy checks but it does not matter
4028                  * if we skip one check or scan twice.
4029                  */
4030                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4031                         goto next;
4032
4033                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4034
4035                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4036
4037                 if (l3->free_touched)
4038                         l3->free_touched = 0;
4039                 else {
4040                         int freed;
4041
4042                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4043                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4044                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4045                 }
4046 next:
4047                 cond_resched();
4048         }
4049         check_irq_on();
4050         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4051         next_reap_node();
4052         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4053         /* Set up the next iteration */
4054         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
4055 }
4056
4057 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4058
4059 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4060 {
4061         /*
4062          * Output format version, so at least we can change it
4063          * without _too_ many complaints.
4064          */
4065 #if STATS
4066         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4067 #else
4068         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4069 #endif
4070         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4071                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4072         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4073         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4074 #if STATS
4075         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4076                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4077         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4078 #endif
4079         seq_putc(m, '\n');
4080 }
4081
4082 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4083 {
4084         loff_t n = *pos;
4085         struct list_head *p;
4086
4087         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4088         if (!n)
4089                 print_slabinfo_header(m);
4090         p = cache_chain.next;
4091         while (n--) {
4092                 p = p->next;
4093                 if (p == &cache_chain)
4094                         return NULL;
4095         }
4096         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4097 }
4098
4099 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4100 {
4101         struct kmem_cache *cachep = p;
4102         ++*pos;
4103         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4104                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4105 }
4106
4107 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4108 {
4109         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4110 }
4111
4112 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4113 {
4114         struct kmem_cache *cachep = p;
4115         struct slab *slabp;
4116         unsigned long active_objs;
4117         unsigned long num_objs;
4118         unsigned long active_slabs = 0;
4119         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4120         const char *name;
4121         char *error = NULL;
4122         int node;
4123         struct kmem_list3 *l3;
4124
4125         active_objs = 0;
4126         num_slabs = 0;
4127         for_each_online_node(node) {
4128                 l3 = cachep->nodelists[node];
4129                 if (!l3)
4130                         continue;
4131
4132                 check_irq_on();
4133                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4134
4135                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4136                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4137                                 error = "slabs_full accounting error";
4138                         active_objs += cachep->num;
4139                         active_slabs++;
4140                 }
4141                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4142                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4143                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4144                         if (!slabp->inuse && !error)
4145                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4146                         active_objs += slabp->inuse;
4147                         active_slabs++;
4148                 }
4149                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4150                         if (slabp->inuse && !error)
4151                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4152                         num_slabs++;
4153                 }
4154                 free_objects += l3->free_objects;
4155                 if (l3->shared)
4156                         shared_avail += l3->shared->avail;
4157
4158                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4159         }
4160         num_slabs += active_slabs;
4161         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4162         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4163                 error = "free_objects accounting error";
4164
4165         name = cachep->name;
4166         if (error)
4167                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4168
4169         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4170                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4171                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4172         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4173                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4174         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4175                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4176 #if STATS
4177         {                       /* list3 stats */
4178                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4179                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4180                 unsigned long grown = cachep->grown;
4181                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4182                 unsigned long errors = cachep->errors;
4183                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4184                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4185                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4186                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4187
4188                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4189                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4190                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4191                                 node_frees, overflows);
4192         }
4193         /* cpu stats */
4194         {
4195                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4196                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4197                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4198                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4199
4200                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4201                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4202         }
4203 #endif
4204         seq_putc(m, '\n');
4205         return 0;
4206 }
4207
4208 /*
4209  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4210  *
4211  * Output layout:
4212  * cache-name
4213  * num-active-objs
4214  * total-objs
4215  * object size
4216  * num-active-slabs
4217  * total-slabs
4218  * num-pages-per-slab
4219  * + further values on SMP and with statistics enabled
4220  */
4221
4222 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4223         .start = s_start,
4224         .next = s_next,
4225         .stop = s_stop,
4226         .show = s_show,
4227 };
4228
4229 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4230 /**
4231  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4232  * @file: unused
4233  * @buffer: user buffer
4234  * @count: data length
4235  * @ppos: unused
4236  */
4237 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4238                        size_t count, loff_t *ppos)
4239 {
4240         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4241         int limit, batchcount, shared, res;
4242         struct kmem_cache *cachep;
4243
4244         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4245                 return -EINVAL;
4246         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4247                 return -EFAULT;
4248         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4249
4250         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4251         if (!tmp)
4252                 return -EINVAL;
4253         *tmp = '\0';
4254         tmp++;
4255         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         /* Find the cache in the chain of caches. */
4259         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4260         res = -EINVAL;
4261         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4262                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4263                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4264                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4265                                 res = 0;
4266                         } else {
4267                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4268                                                        batchcount, shared);
4269                         }
4270                         break;
4271                 }
4272         }
4273         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4274         if (res >= 0)
4275                 res = count;
4276         return res;
4277 }
4278
4279 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4280
4281 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4282 {
4283         loff_t n = *pos;
4284         struct list_head *p;
4285
4286         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4287         p = cache_chain.next;
4288         while (n--) {
4289                 p = p->next;
4290                 if (p == &cache_chain)
4291                         return NULL;
4292         }
4293         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4294 }
4295
4296 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4297 {
4298         unsigned long *p;
4299         int l;
4300         if (!v)
4301                 return 1;
4302         l = n[1];
4303         p = n + 2;
4304         while (l) {
4305                 int i = l/2;
4306                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4307                 if (*q == v) {
4308                         q[1]++;
4309                         return 1;
4310                 }
4311                 if (*q > v) {
4312                         l = i;
4313                 } else {
4314                         p = q + 2;
4315                         l -= i + 1;
4316                 }
4317         }
4318         if (++n[1] == n[0])
4319                 return 0;
4320         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4321         p[0] = v;
4322         p[1] = 1;
4323         return 1;
4324 }
4325
4326 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4327 {
4328         void *p;
4329         int i;
4330         if (n[0] == n[1])
4331                 return;
4332         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4333                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4334                         continue;
4335                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4336                         return;
4337         }
4338 }
4339
4340 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4341 {
4342 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4343         char *modname;
4344         const char *name;
4345         unsigned long offset, size;
4346         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4347
4348         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4349
4350         if (name) {
4351                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4352                 if (modname)
4353                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4354                 return;
4355         }
4356 #endif
4357         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4358 }
4359
4360 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4361 {
4362         struct kmem_cache *cachep = p;
4363         struct slab *slabp;
4364         struct kmem_list3 *l3;
4365         const char *name;
4366         unsigned long *n = m->private;
4367         int node;
4368         int i;
4369
4370         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4371                 return 0;
4372         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4373                 return 0;
4374
4375         /* OK, we can do it */
4376
4377         n[1] = 0;
4378
4379         for_each_online_node(node) {
4380                 l3 = cachep->nodelists[node];
4381                 if (!l3)
4382                         continue;
4383
4384                 check_irq_on();
4385                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4386
4387                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4388                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4389                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4390                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4391                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4392         }
4393         name = cachep->name;
4394         if (n[0] == n[1]) {
4395                 /* Increase the buffer size */
4396                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4397                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4398                 if (!m->private) {
4399                         /* Too bad, we are really out */
4400                         m->private = n;
4401                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4402                         return -ENOMEM;
4403                 }
4404                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4405                 kfree(n);
4406                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4407                 /* Now make sure this entry will be retried */
4408                 m->count = m->size;
4409                 return 0;
4410         }
4411         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4412                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4413                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4414                 seq_putc(m, '\n');
4415         }
4416
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 const struct seq_operations slabstats_op = {
4421         .start = leaks_start,
4422         .next = s_next,
4423         .stop = s_stop,
4424         .show = leaks_show,
4425 };
4426 #endif
4427 #endif
4428
4429 /**
4430  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4431  * @objp: Pointer to the object
4432  *
4433  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4434  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4435  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4436  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4437  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4438  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4439  * must not be freed during the duration of the call.
4440  */
4441 unsigned int ksize(const void *objp)
4442 {
4443         if (unlikely(objp == NULL))
4444                 return 0;
4445
4446         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4447 }