[PATCH] slab: introduce kmem_cache_zalloc allocator
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/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/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109
110 #include        <asm/uaccess.h>
111 #include        <asm/cacheflush.h>
112 #include        <asm/tlbflush.h>
113 #include        <asm/page.h>
114
115 /*
116  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
117  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
124  */
125
126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
127 #define DEBUG           1
128 #define STATS           1
129 #define FORCED_DEBUG    1
130 #else
131 #define DEBUG           0
132 #define STATS           0
133 #define FORCED_DEBUG    0
134 #endif
135
136 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
137 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
138
139 #ifndef cache_line_size
140 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
146  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
147  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
148  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
149  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
150  * Note that this flag disables some debug features.
151  */
152 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
153 #endif
154
155 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
156 /*
157  * Enforce a minimum alignment for all caches.
158  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
159  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
160  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
161  * some debug features.
162  */
163 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
164 #endif
165
166 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
167 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
168 #endif
169
170 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
171 #if DEBUG
172 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
173                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
174                          SLAB_CACHE_DMA | \
175                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
176                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
177                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
178 #else
179 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
183 #endif
184
185 /*
186  * kmem_bufctl_t:
187  *
188  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
189  * linked offsets.
190  *
191  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
192  * slab an object belongs to.
193  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
194  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
195  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
196  * that does not use off-slab slabs.
197  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
198  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
199  * to have too many per slab.
200  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
201  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
202  */
203
204 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
205 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
206 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
207 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
208 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
209
210 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
211  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
212  */
213 static unsigned long offslab_limit;
214
215 /*
216  * struct slab
217  *
218  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
219  * for a slab, or allocated from an general cache.
220  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
221  */
222 struct slab {
223         struct list_head list;
224         unsigned long colouroff;
225         void *s_mem;            /* including colour offset */
226         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
227         kmem_bufctl_t free;
228         unsigned short nodeid;
229 };
230
231 /*
232  * struct slab_rcu
233  *
234  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
235  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
236  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
237  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
238  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
239  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
240  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
241  *
242  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
243  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
244  *
245  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
246  */
247 struct slab_rcu {
248         struct rcu_head head;
249         struct kmem_cache *cachep;
250         void *addr;
251 };
252
253 /*
254  * struct array_cache
255  *
256  * Purpose:
257  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
258  * - reduce the number of linked list operations
259  * - reduce spinlock operations
260  *
261  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
262  * footprint.
263  *
264  */
265 struct array_cache {
266         unsigned int avail;
267         unsigned int limit;
268         unsigned int batchcount;
269         unsigned int touched;
270         spinlock_t lock;
271         void *entry[0]; /*
272                          * Must have this definition in here for the proper
273                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
274                          * the entries.
275                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
308  */
309 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
310 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
311 #define CACHE_CACHE 0
312 #define SIZE_AC 1
313 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
314
315 /*
316  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
317  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
318  */
319 static __always_inline int index_of(const size_t size)
320 {
321         extern void __bad_size(void);
322
323         if (__builtin_constant_p(size)) {
324                 int i = 0;
325
326 #define CACHE(x) \
327         if (size <=x) \
328                 return i; \
329         else \
330                 i++;
331 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
332 #undef CACHE
333                 __bad_size();
334         } else
335                 __bad_size();
336         return 0;
337 }
338
339 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
340 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
341
342 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
343 {
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
346         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
347         parent->shared = NULL;
348         parent->alien = NULL;
349         parent->colour_next = 0;
350         spin_lock_init(&parent->list_lock);
351         parent->free_objects = 0;
352         parent->free_touched = 0;
353 }
354
355 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
356         do {                                                            \
357                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
358                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
359         } while (0)
360
361 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
362         do {                                                            \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
365         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
366         } while (0)
367
368 /*
369  * struct kmem_cache
370  *
371  * manages a cache.
372  */
373
374 struct kmem_cache {
375 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
376         struct array_cache *array[NR_CPUS];
377 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
378         unsigned int batchcount;
379         unsigned int limit;
380         unsigned int shared;
381
382         unsigned int buffer_size;
383 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
384         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
385
386         unsigned int flags;             /* constant flags */
387         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
388
389 /* 4) cache_grow/shrink */
390         /* order of pgs per slab (2^n) */
391         unsigned int gfporder;
392
393         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
394         gfp_t gfpflags;
395
396         size_t colour;                  /* cache colouring range */
397         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
398         struct kmem_cache *slabp_cache;
399         unsigned int slab_size;
400         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
401
402         /* constructor func */
403         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405         /* de-constructor func */
406         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
407
408 /* 5) cache creation/removal */
409         const char *name;
410         struct list_head next;
411
412 /* 6) statistics */
413 #if STATS
414         unsigned long num_active;
415         unsigned long num_allocations;
416         unsigned long high_mark;
417         unsigned long grown;
418         unsigned long reaped;
419         unsigned long errors;
420         unsigned long max_freeable;
421         unsigned long node_allocs;
422         unsigned long node_frees;
423         atomic_t allochit;
424         atomic_t allocmiss;
425         atomic_t freehit;
426         atomic_t freemiss;
427 #endif
428 #if DEBUG
429         /*
430          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
431          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
432          * object size including these internal fields, the following two
433          * variables contain the offset to the user object and its size.
434          */
435         int obj_offset;
436         int obj_size;
437 #endif
438 };
439
440 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
441 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
442
443 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
444 /*
445  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
446  * cpucache drain/refill cycles.
447  *
448  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
449  * which could lock up otherwise freeable slabs.
450  */
451 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
452 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
453
454 #if STATS
455 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
456 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
457 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
458 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
459 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
460 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
461         do {                                                            \
462                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
463                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
464         } while (0)
465 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
466 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
467 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
468 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
469         do {                                                            \
470                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
471                         (x)->max_freeable = i;                          \
472         } while (0)
473 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
474 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
475 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
476 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
477 #else
478 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
479 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
481 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
482 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
483 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
485 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
486 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
489 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
490 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
491 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
492 #endif
493
494 #if DEBUG
495 /*
496  * Magic nums for obj red zoning.
497  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
498  */
499 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
500 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
501
502 /* ...and for poisoning */
503 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
504 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
505 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
506
507 /*
508  * memory layout of objects:
509  * 0            : objp
510  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
511  *              the end of an object is aligned with the end of the real
512  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
513  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
514  *              redzone word.
515  * cachep->obj_offset: The real object.
516  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
517  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
518  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
519  */
520 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
521 {
522         return cachep->obj_offset;
523 }
524
525 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
526 {
527         return cachep->obj_size;
528 }
529
530 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
533         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
540                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
541                                          2 * BYTES_PER_WORD);
542         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
548         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
549 }
550
551 #else
552
553 #define obj_offset(x)                   0
554 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
555 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
557 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
558
559 #endif
560
561 /*
562  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
563  * order.
564  */
565 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
568 #elif defined(CONFIG_MMU)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
571 #else
572 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
574 #endif
575
576 /*
577  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
578  */
579 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
580 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
581 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
582
583 /*
584  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
585  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
586  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
587  */
588 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
589 {
590         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
591 }
592
593 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
594 {
595         if (unlikely(PageCompound(page)))
596                 page = (struct page *)page_private(page);
597         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
598 }
599
600 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
601 {
602         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
603 }
604
605 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
606 {
607         if (unlikely(PageCompound(page)))
608                 page = (struct page *)page_private(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 /* Guard access to the cache-chain. */
678 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
679 static struct list_head cache_chain;
680
681 /*
682  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many slab-allocated pages
683  * are possibly freeable under pressure
684  *
685  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
686  */
687 atomic_t slab_reclaim_pages;
688
689 /*
690  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
691  * until the general caches are up.
692  */
693 static enum {
694         NONE,
695         PARTIAL_AC,
696         PARTIAL_L3,
697         FULL
698 } g_cpucache_up;
699
700 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
701
702 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
703                         int node);
704 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
705 static void cache_reap(void *unused);
706 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
707
708 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
709 {
710         return cachep->array[smp_processor_id()];
711 }
712
713 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
714                                                         gfp_t gfpflags)
715 {
716         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
717
718 #if DEBUG
719         /* This happens if someone tries to call
720          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
721          * the generic caches are initialized.
722          */
723         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
724 #endif
725         while (size > csizep->cs_size)
726                 csizep++;
727
728         /*
729          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
730          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
731          * for large kmalloc calls required.
732          */
733         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
734                 return csizep->cs_dmacachep;
735         return csizep->cs_cachep;
736 }
737
738 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
739 {
740         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
741 }
742 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
743
744 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
745 {
746         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
747 }
748
749 /*
750  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
751  */
752 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
753                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
754                            unsigned int *num)
755 {
756         int nr_objs;
757         size_t mgmt_size;
758         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
759
760         /*
761          * The slab management structure can be either off the slab or
762          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
763          * slab is used for:
764          *
765          * - The struct slab
766          * - One kmem_bufctl_t for each object
767          * - Padding to respect alignment of @align
768          * - @buffer_size bytes for each object
769          *
770          * If the slab management structure is off the slab, then the
771          * alignment will already be calculated into the size. Because
772          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
773          * correct alignment when allocated.
774          */
775         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
776                 mgmt_size = 0;
777                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
778
779                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
780                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
781         } else {
782                 /*
783                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
784                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
785                  * least @align. In the worst case, this result will
786                  * be one greater than the number of objects that fit
787                  * into the memory allocation when taking the padding
788                  * into account.
789                  */
790                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
791                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
792
793                 /*
794                  * This calculated number will be either the right
795                  * amount, or one greater than what we want.
796                  */
797                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
798                        > slab_size)
799                         nr_objs--;
800
801                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
802                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
803
804                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
805         }
806         *num = nr_objs;
807         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
808 }
809
810 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
811
812 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
813                         char *msg)
814 {
815         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
816                function, cachep->name, msg);
817         dump_stack();
818 }
819
820 #ifdef CONFIG_NUMA
821 /*
822  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
823  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
824  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
825  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
826  */
827 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
828
829 static void init_reap_node(int cpu)
830 {
831         int node;
832
833         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
834         if (node == MAX_NUMNODES)
835                 node = first_node(node_online_map);
836
837         __get_cpu_var(reap_node) = node;
838 }
839
840 static void next_reap_node(void)
841 {
842         int node = __get_cpu_var(reap_node);
843
844         /*
845          * Also drain per cpu pages on remote zones
846          */
847         if (node != numa_node_id())
848                 drain_node_pages(node);
849
850         node = next_node(node, node_online_map);
851         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
852                 node = first_node(node_online_map);
853         __get_cpu_var(reap_node) = node;
854 }
855
856 #else
857 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
858 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
859 #endif
860
861 /*
862  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
863  * via the workqueue/eventd.
864  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
865  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
866  * lock.
867  */
868 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
869 {
870         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
871
872         /*
873          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
874          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
875          * at that time.
876          */
877         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
878                 init_reap_node(cpu);
879                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
880                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
881         }
882 }
883
884 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
885                                             int batchcount)
886 {
887         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
888         struct array_cache *nc = NULL;
889
890         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
891         if (nc) {
892                 nc->avail = 0;
893                 nc->limit = entries;
894                 nc->batchcount = batchcount;
895                 nc->touched = 0;
896                 spin_lock_init(&nc->lock);
897         }
898         return nc;
899 }
900
901 #ifdef CONFIG_NUMA
902 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
903 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
904
905 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
906 {
907         struct array_cache **ac_ptr;
908         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
909         int i;
910
911         if (limit > 1)
912                 limit = 12;
913         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
914         if (ac_ptr) {
915                 for_each_node(i) {
916                         if (i == node || !node_online(i)) {
917                                 ac_ptr[i] = NULL;
918                                 continue;
919                         }
920                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
921                         if (!ac_ptr[i]) {
922                                 for (i--; i <= 0; i--)
923                                         kfree(ac_ptr[i]);
924                                 kfree(ac_ptr);
925                                 return NULL;
926                         }
927                 }
928         }
929         return ac_ptr;
930 }
931
932 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
933 {
934         int i;
935
936         if (!ac_ptr)
937                 return;
938         for_each_node(i)
939             kfree(ac_ptr[i]);
940         kfree(ac_ptr);
941 }
942
943 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
944                                 struct array_cache *ac, int node)
945 {
946         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
947
948         if (ac->avail) {
949                 spin_lock(&rl3->list_lock);
950                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
951                 ac->avail = 0;
952                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
953         }
954 }
955
956 /*
957  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
958  */
959 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
960 {
961         int node = __get_cpu_var(reap_node);
962
963         if (l3->alien) {
964                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
965                 if (ac && ac->avail) {
966                         spin_lock_irq(&ac->lock);
967                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
968                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
969                 }
970         }
971 }
972
973 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
974                                 struct array_cache **alien)
975 {
976         int i = 0;
977         struct array_cache *ac;
978         unsigned long flags;
979
980         for_each_online_node(i) {
981                 ac = alien[i];
982                 if (ac) {
983                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
984                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
985                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
986                 }
987         }
988 }
989 #else
990
991 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
992 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
993
994 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
995 {
996         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
997 }
998
999 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1000 {
1001 }
1002
1003 #endif
1004
1005 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1006                                     unsigned long action, void *hcpu)
1007 {
1008         long cpu = (long)hcpu;
1009         struct kmem_cache *cachep;
1010         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1011         int node = cpu_to_node(cpu);
1012         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1013
1014         switch (action) {
1015         case CPU_UP_PREPARE:
1016                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1017                 /*
1018                  * We need to do this right in the beginning since
1019                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1020                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1021                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1022                  */
1023
1024                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1025                         /*
1026                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1027                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1028                          * node has not already allocated this
1029                          */
1030                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1031                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1032                                 if (!l3)
1033                                         goto bad;
1034                                 kmem_list3_init(l3);
1035                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1036                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1037
1038                                 /*
1039                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1040                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1041                                  * protection here.
1042                                  */
1043                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1044                         }
1045
1046                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1047                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1048                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1049                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1050                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1051                 }
1052
1053                 /*
1054                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1055                  * array caches
1056                  */
1057                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1058                         struct array_cache *nc;
1059                         struct array_cache *shared;
1060                         struct array_cache **alien;
1061
1062                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1063                                                 cachep->batchcount);
1064                         if (!nc)
1065                                 goto bad;
1066                         shared = alloc_arraycache(node,
1067                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1068                                         0xbaadf00d);
1069                         if (!shared)
1070                                 goto bad;
1071
1072                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1073                         if (!alien)
1074                                 goto bad;
1075                         cachep->array[cpu] = nc;
1076                         l3 = cachep->nodelists[node];
1077                         BUG_ON(!l3);
1078
1079                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1080                         if (!l3->shared) {
1081                                 /*
1082                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1083                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1084                                  */
1085                                 l3->shared = shared;
1086                                 shared = NULL;
1087                         }
1088 #ifdef CONFIG_NUMA
1089                         if (!l3->alien) {
1090                                 l3->alien = alien;
1091                                 alien = NULL;
1092                         }
1093 #endif
1094                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1095                         kfree(shared);
1096                         free_alien_cache(alien);
1097                 }
1098                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1099                 break;
1100         case CPU_ONLINE:
1101                 start_cpu_timer(cpu);
1102                 break;
1103 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1104         case CPU_DEAD:
1105                 /*
1106                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1107                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1108                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1109                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1110                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1111                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1112                  */
1113                 /* fall thru */
1114         case CPU_UP_CANCELED:
1115                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1116                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1117                         struct array_cache *nc;
1118                         struct array_cache *shared;
1119                         struct array_cache **alien;
1120                         cpumask_t mask;
1121
1122                         mask = node_to_cpumask(node);
1123                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1124                         nc = cachep->array[cpu];
1125                         cachep->array[cpu] = NULL;
1126                         l3 = cachep->nodelists[node];
1127
1128                         if (!l3)
1129                                 goto free_array_cache;
1130
1131                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1132
1133                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1134                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1135                         if (nc)
1136                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1137
1138                         if (!cpus_empty(mask)) {
1139                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1140                                 goto free_array_cache;
1141                         }
1142
1143                         shared = l3->shared;
1144                         if (shared) {
1145                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1146                                            l3->shared->avail, node);
1147                                 l3->shared = NULL;
1148                         }
1149
1150                         alien = l3->alien;
1151                         l3->alien = NULL;
1152
1153                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1154
1155                         kfree(shared);
1156                         if (alien) {
1157                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1158                                 free_alien_cache(alien);
1159                         }
1160 free_array_cache:
1161                         kfree(nc);
1162                 }
1163                 /*
1164                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1165                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1166                  * shrink each nodelist to its limit.
1167                  */
1168                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1169                         l3 = cachep->nodelists[node];
1170                         if (!l3)
1171                                 continue;
1172                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1173                         /* free slabs belonging to this node */
1174                         __node_shrink(cachep, node);
1175                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1176                 }
1177                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1178                 break;
1179 #endif
1180         }
1181         return NOTIFY_OK;
1182 bad:
1183         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1184         return NOTIFY_BAD;
1185 }
1186
1187 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1188
1189 /*
1190  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1191  */
1192 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1193                         int nodeid)
1194 {
1195         struct kmem_list3 *ptr;
1196
1197         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1198         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1199         BUG_ON(!ptr);
1200
1201         local_irq_disable();
1202         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1203         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1204         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1205         local_irq_enable();
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1210  * before smp_init().
1211  */
1212 void __init kmem_cache_init(void)
1213 {
1214         size_t left_over;
1215         struct cache_sizes *sizes;
1216         struct cache_names *names;
1217         int i;
1218         int order;
1219
1220         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1221                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1222                 if (i < MAX_NUMNODES)
1223                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1224         }
1225
1226         /*
1227          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1228          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1229          */
1230         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1231                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1232
1233         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1234          * from caches that do not exist yet:
1235          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1236          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1237          *    cache_cache is statically allocated.
1238          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1239          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1240          *    array at the end of the bootstrap.
1241          * 2) Create the first kmalloc cache.
1242          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1243          *    An __init data area is used for the head array.
1244          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1245          *    head arrays.
1246          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1247          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1248          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1249          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1250          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1251          */
1252
1253         /* 1) create the cache_cache */
1254         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1255         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1256         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1257         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1258         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1259
1260         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1261                                         cache_line_size());
1262
1263         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1264                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1265                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1266                 if (cache_cache.num)
1267                         break;
1268         }
1269         if (!cache_cache.num)
1270                 BUG();
1271         cache_cache.gfporder = order;
1272         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1273         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1274                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1275
1276         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1277         sizes = malloc_sizes;
1278         names = cache_names;
1279
1280         /*
1281          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1282          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1283          * bug.
1284          */
1285
1286         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1287                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1288                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1289                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1290                                         NULL, NULL);
1291
1292         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1293                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1294                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1295                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1296                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1297                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1298                                 NULL, NULL);
1299         }
1300
1301         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1302                 /*
1303                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1304                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1305                  * eliminates "false sharing".
1306                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1307                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1308                  */
1309                 if (!sizes->cs_cachep) {
1310                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1311                                         sizes->cs_size,
1312                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1313                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1314                                         NULL, NULL);
1315                 }
1316
1317                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1318                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1319                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1320                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1321                 }
1322
1323                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1324                                         sizes->cs_size,
1325                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1326                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1327                                                 SLAB_PANIC,
1328                                         NULL, NULL);
1329                 sizes++;
1330                 names++;
1331         }
1332         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1333         {
1334                 void *ptr;
1335
1336                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1337
1338                 local_irq_disable();
1339                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1340                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1341                        sizeof(struct arraycache_init));
1342                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1343                 local_irq_enable();
1344
1345                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1346
1347                 local_irq_disable();
1348                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1349                        != &initarray_generic.cache);
1350                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1351                        sizeof(struct arraycache_init));
1352                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1353                     ptr;
1354                 local_irq_enable();
1355         }
1356         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1357         {
1358                 int node;
1359                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1360                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1361                           numa_node_id());
1362
1363                 for_each_online_node(node) {
1364                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1365                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1366
1367                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1368                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1369                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1370                                           node);
1371                         }
1372                 }
1373         }
1374
1375         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1376         {
1377                 struct kmem_cache *cachep;
1378                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1379                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1380                         enable_cpucache(cachep);
1381                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1382         }
1383
1384         /* Done! */
1385         g_cpucache_up = FULL;
1386
1387         /*
1388          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1389          * cpu_cache_get for all new cpus
1390          */
1391         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1392
1393         /*
1394          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1395          * of the kernel is not yet operational.
1396          */
1397 }
1398
1399 static int __init cpucache_init(void)
1400 {
1401         int cpu;
1402
1403         /*
1404          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1405          */
1406         for_each_online_cpu(cpu)
1407                 start_cpu_timer(cpu);
1408         return 0;
1409 }
1410 __initcall(cpucache_init);
1411
1412 /*
1413  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1414  *
1415  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1416  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1417  * would be relatively rare and ignorable.
1418  */
1419 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1420 {
1421         struct page *page;
1422         void *addr;
1423         int i;
1424
1425         flags |= cachep->gfpflags;
1426         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1427         if (!page)
1428                 return NULL;
1429         addr = page_address(page);
1430
1431         i = (1 << cachep->gfporder);
1432         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1433                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1434         add_page_state(nr_slab, i);
1435         while (i--) {
1436                 __SetPageSlab(page);
1437                 page++;
1438         }
1439         return addr;
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Interface to system's page release.
1444  */
1445 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1446 {
1447         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1448         struct page *page = virt_to_page(addr);
1449         const unsigned long nr_freed = i;
1450
1451         while (i--) {
1452                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1453                 __ClearPageSlab(page);
1454                 page++;
1455         }
1456         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1457         if (current->reclaim_state)
1458                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1459         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1460         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1461                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1462 }
1463
1464 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1465 {
1466         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1467         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1468
1469         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1470         if (OFF_SLAB(cachep))
1471                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1472 }
1473
1474 #if DEBUG
1475
1476 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1477 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1478                             unsigned long caller)
1479 {
1480         int size = obj_size(cachep);
1481
1482         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1483
1484         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1485                 return;
1486
1487         *addr++ = 0x12345678;
1488         *addr++ = caller;
1489         *addr++ = smp_processor_id();
1490         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1491         {
1492                 unsigned long *sptr = &caller;
1493                 unsigned long svalue;
1494
1495                 while (!kstack_end(sptr)) {
1496                         svalue = *sptr++;
1497                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1498                                 *addr++ = svalue;
1499                                 size -= sizeof(unsigned long);
1500                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1501                                         break;
1502                         }
1503                 }
1504
1505         }
1506         *addr++ = 0x87654321;
1507 }
1508 #endif
1509
1510 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1511 {
1512         int size = obj_size(cachep);
1513         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1514
1515         memset(addr, val, size);
1516         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1517 }
1518
1519 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1520 {
1521         int i;
1522         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1523         for (i = 0; i < limit; i++)
1524                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1525         printk("\n");
1526 }
1527 #endif
1528
1529 #if DEBUG
1530
1531 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1532 {
1533         int i, size;
1534         char *realobj;
1535
1536         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1537                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1538                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1539                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1540         }
1541
1542         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1543                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1544                         *dbg_userword(cachep, objp));
1545                 print_symbol("(%s)",
1546                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1547                 printk("\n");
1548         }
1549         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1550         size = obj_size(cachep);
1551         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1552                 int limit;
1553                 limit = 16;
1554                 if (i + limit > size)
1555                         limit = size - i;
1556                 dump_line(realobj, i, limit);
1557         }
1558 }
1559
1560 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1561 {
1562         char *realobj;
1563         int size, i;
1564         int lines = 0;
1565
1566         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1567         size = obj_size(cachep);
1568
1569         for (i = 0; i < size; i++) {
1570                 char exp = POISON_FREE;
1571                 if (i == size - 1)
1572                         exp = POISON_END;
1573                 if (realobj[i] != exp) {
1574                         int limit;
1575                         /* Mismatch ! */
1576                         /* Print header */
1577                         if (lines == 0) {
1578                                 printk(KERN_ERR
1579                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1580                                         realobj, size);
1581                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1582                         }
1583                         /* Hexdump the affected line */
1584                         i = (i / 16) * 16;
1585                         limit = 16;
1586                         if (i + limit > size)
1587                                 limit = size - i;
1588                         dump_line(realobj, i, limit);
1589                         i += 16;
1590                         lines++;
1591                         /* Limit to 5 lines */
1592                         if (lines > 5)
1593                                 break;
1594                 }
1595         }
1596         if (lines != 0) {
1597                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1598                  * exist:
1599                  */
1600                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1601                 unsigned int objnr;
1602
1603                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1604                 if (objnr) {
1605                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1606                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1607                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1608                                realobj, size);
1609                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1610                 }
1611                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1612                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1613                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1614                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1615                                realobj, size);
1616                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1617                 }
1618         }
1619 }
1620 #endif
1621
1622 #if DEBUG
1623 /**
1624  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1625  * @cachep: cache pointer being destroyed
1626  * @slabp: slab pointer being destroyed
1627  *
1628  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1629  * destroyed.
1630  */
1631 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1632 {
1633         int i;
1634         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1635                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1636
1637                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1638 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1639                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1640                                         OFF_SLAB(cachep))
1641                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1642                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1643                         else
1644                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1645 #else
1646                         check_poison_obj(cachep, objp);
1647 #endif
1648                 }
1649                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1650                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1651                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1652                                            "was overwritten");
1653                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1654                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1655                                            "was overwritten");
1656                 }
1657                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1658                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1659         }
1660 }
1661 #else
1662 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1663 {
1664         if (cachep->dtor) {
1665                 int i;
1666                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1667                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1668                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1669                 }
1670         }
1671 }
1672 #endif
1673
1674 /**
1675  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1676  * @cachep: cache pointer being destroyed
1677  * @slabp: slab pointer being destroyed
1678  *
1679  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1680  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1681  * cache-lock is not held/needed.
1682  */
1683 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1684 {
1685         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1686
1687         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1688         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1689                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1690
1691                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1692                 slab_rcu->cachep = cachep;
1693                 slab_rcu->addr = addr;
1694                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1695         } else {
1696                 kmem_freepages(cachep, addr);
1697                 if (OFF_SLAB(cachep))
1698                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1699         }
1700 }
1701
1702 /*
1703  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1704  * size of kmem_list3.
1705  */
1706 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1707 {
1708         int node;
1709
1710         for_each_online_node(node) {
1711                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1712                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1713                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1714                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1715         }
1716 }
1717
1718 /**
1719  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1720  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1721  * @size: size of objects to be created in this cache.
1722  * @align: required alignment for the objects.
1723  * @flags: slab allocation flags
1724  *
1725  * Also calculates the number of objects per slab.
1726  *
1727  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1728  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1729  * towards high-order requests, this should be changed.
1730  */
1731 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1732                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1733 {
1734         size_t left_over = 0;
1735         int gfporder;
1736
1737         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1738                 unsigned int num;
1739                 size_t remainder;
1740
1741                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1742                 if (!num)
1743                         continue;
1744
1745                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1746                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1747                         break;
1748
1749                 /* Found something acceptable - save it away */
1750                 cachep->num = num;
1751                 cachep->gfporder = gfporder;
1752                 left_over = remainder;
1753
1754                 /*
1755                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1756                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1757                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1758                  */
1759                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1760                         break;
1761
1762                 /*
1763                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1764                  * currently bad for the gfp()s.
1765                  */
1766                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1767                         break;
1768
1769                 /*
1770                  * Acceptable internal fragmentation?
1771                  */
1772                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1773                         break;
1774         }
1775         return left_over;
1776 }
1777
1778 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1779 {
1780         if (g_cpucache_up == FULL) {
1781                 enable_cpucache(cachep);
1782                 return;
1783         }
1784         if (g_cpucache_up == NONE) {
1785                 /*
1786                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1787                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1788                  * further caches will BUG().
1789                  */
1790                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1791
1792                 /*
1793                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1794                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1795                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1796                  */
1797                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1798                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1799                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1800                 else
1801                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1802         } else {
1803                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1804                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1805
1806                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1807                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1808                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1809                 } else {
1810                         int node;
1811                         for_each_online_node(node) {
1812                                 cachep->nodelists[node] =
1813                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1814                                                 GFP_KERNEL, node);
1815                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1816                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1817                         }
1818                 }
1819         }
1820         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1821                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1822                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1823
1824         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1825         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1826         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1827         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1828         cachep->batchcount = 1;
1829         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1830 }
1831
1832 /**
1833  * kmem_cache_create - Create a cache.
1834  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1835  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1836  * @align: The required alignment for the objects.
1837  * @flags: SLAB flags
1838  * @ctor: A constructor for the objects.
1839  * @dtor: A destructor for the objects.
1840  *
1841  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1842  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1843  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1844  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1845  *
1846  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1847  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
1848  *
1849  * The flags are
1850  *
1851  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1852  * to catch references to uninitialised memory.
1853  *
1854  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1855  * for buffer overruns.
1856  *
1857  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1858  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1859  * as davem.
1860  */
1861 struct kmem_cache *
1862 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1863         unsigned long flags,
1864         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1865         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1866 {
1867         size_t left_over, slab_size, ralign;
1868         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1869         struct list_head *p;
1870
1871         /*
1872          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1873          */
1874         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
1875             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1876                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
1877                                 name);
1878                 BUG();
1879         }
1880
1881         /*
1882          * Prevent CPUs from coming and going.
1883          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1884          */
1885         lock_cpu_hotplug();
1886
1887         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1888
1889         list_for_each(p, &cache_chain) {
1890                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1891                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1892                 char tmp;
1893                 int res;
1894
1895                 /*
1896                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1897                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1898                  * area of the module.  Print a warning.
1899                  */
1900                 set_fs(KERNEL_DS);
1901                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1902                 set_fs(old_fs);
1903                 if (res) {
1904                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1905                                pc->buffer_size);
1906                         continue;
1907                 }
1908
1909                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1910                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1911                         dump_stack();
1912                         goto oops;
1913                 }
1914         }
1915
1916 #if DEBUG
1917         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1918         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1919                 /* No constructor, but inital state check requested */
1920                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1921                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1922                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1923         }
1924 #if FORCED_DEBUG
1925         /*
1926          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1927          * large objects, if the increased size would increase the object size
1928          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1929          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1930          */
1931         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
1932                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1933         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1934                 flags |= SLAB_POISON;
1935 #endif
1936         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1937                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1938 #endif
1939         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1940                 BUG_ON(dtor);
1941
1942         /*
1943          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
1944          * isn't available.
1945          */
1946         if (flags & ~CREATE_MASK)
1947                 BUG();
1948
1949         /*
1950          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1951          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1952          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1953          */
1954         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1955                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1956                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1957         }
1958
1959         /* calculate the final buffer alignment: */
1960
1961         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1962         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1963                 /*
1964                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
1965                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
1966                  * one cacheline.
1967                  */
1968                 ralign = cache_line_size();
1969                 while (size <= ralign / 2)
1970                         ralign /= 2;
1971         } else {
1972                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1973         }
1974         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1975         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1976                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1977                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1978                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1979         }
1980         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1981         if (ralign < align) {
1982                 ralign = align;
1983                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1984                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1985         }
1986         /*
1987          * 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1988          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1989          */
1990         align = ralign;
1991
1992         /* Get cache's description obj. */
1993         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1994         if (!cachep)
1995                 goto oops;
1996         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1997
1998 #if DEBUG
1999         cachep->obj_size = size;
2000
2001         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2002                 /* redzoning only works with word aligned caches */
2003                 align = BYTES_PER_WORD;
2004
2005                 /* add space for red zone words */
2006                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2007                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2008         }
2009         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2010                 /* user store requires word alignment and
2011                  * one word storage behind the end of the real
2012                  * object.
2013                  */
2014                 align = BYTES_PER_WORD;
2015                 size += BYTES_PER_WORD;
2016         }
2017 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2018         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2019             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2020                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2021                 size = PAGE_SIZE;
2022         }
2023 #endif
2024 #endif
2025
2026         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2027         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2028                 /*
2029                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2030                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2031                  */
2032                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2033
2034         size = ALIGN(size, align);
2035
2036         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2037
2038         if (!cachep->num) {
2039                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2040                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2041                 cachep = NULL;
2042                 goto oops;
2043         }
2044         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2045                           + sizeof(struct slab), align);
2046
2047         /*
2048          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2049          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2050          */
2051         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2052                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2053                 left_over -= slab_size;
2054         }
2055
2056         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2057                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2058                 slab_size =
2059                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2060         }
2061
2062         cachep->colour_off = cache_line_size();
2063         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2064         if (cachep->colour_off < align)
2065                 cachep->colour_off = align;
2066         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2067         cachep->slab_size = slab_size;
2068         cachep->flags = flags;
2069         cachep->gfpflags = 0;
2070         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2071                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2072         cachep->buffer_size = size;
2073
2074         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2075                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2076         cachep->ctor = ctor;
2077         cachep->dtor = dtor;
2078         cachep->name = name;
2079
2080
2081         setup_cpu_cache(cachep);
2082
2083         /* cache setup completed, link it into the list */
2084         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2085 oops:
2086         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2087                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2088                       name);
2089         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2090         unlock_cpu_hotplug();
2091         return cachep;
2092 }
2093 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2094
2095 #if DEBUG
2096 static void check_irq_off(void)
2097 {
2098         BUG_ON(!irqs_disabled());
2099 }
2100
2101 static void check_irq_on(void)
2102 {
2103         BUG_ON(irqs_disabled());
2104 }
2105
2106 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2107 {
2108 #ifdef CONFIG_SMP
2109         check_irq_off();
2110         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2111 #endif
2112 }
2113
2114 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2115 {
2116 #ifdef CONFIG_SMP
2117         check_irq_off();
2118         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2119 #endif
2120 }
2121
2122 #else
2123 #define check_irq_off() do { } while(0)
2124 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2125 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2126 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2127 #endif
2128
2129 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2130                         struct array_cache *ac,
2131                         int force, int node);
2132
2133 static void do_drain(void *arg)
2134 {
2135         struct kmem_cache *cachep = arg;
2136         struct array_cache *ac;
2137         int node = numa_node_id();
2138
2139         check_irq_off();
2140         ac = cpu_cache_get(cachep);
2141         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2142         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2143         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2144         ac->avail = 0;
2145 }
2146
2147 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2148 {
2149         struct kmem_list3 *l3;
2150         int node;
2151
2152         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2153         check_irq_on();
2154         for_each_online_node(node) {
2155                 l3 = cachep->nodelists[node];
2156                 if (l3) {
2157                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2158                         if (l3->alien)
2159                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2160                 }
2161         }
2162 }
2163
2164 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2165 {
2166         struct slab *slabp;
2167         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2168         int ret;
2169
2170         for (;;) {
2171                 struct list_head *p;
2172
2173                 p = l3->slabs_free.prev;
2174                 if (p == &l3->slabs_free)
2175                         break;
2176
2177                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2178 #if DEBUG
2179                 if (slabp->inuse)
2180                         BUG();
2181 #endif
2182                 list_del(&slabp->list);
2183
2184                 l3->free_objects -= cachep->num;
2185                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2186                 slab_destroy(cachep, slabp);
2187                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2188         }
2189         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2190         return ret;
2191 }
2192
2193 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2194 {
2195         int ret = 0, i = 0;
2196         struct kmem_list3 *l3;
2197
2198         drain_cpu_caches(cachep);
2199
2200         check_irq_on();
2201         for_each_online_node(i) {
2202                 l3 = cachep->nodelists[i];
2203                 if (l3) {
2204                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2205                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2206                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2207                 }
2208         }
2209         return (ret ? 1 : 0);
2210 }
2211
2212 /**
2213  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2214  * @cachep: The cache to shrink.
2215  *
2216  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2217  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2218  */
2219 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2220 {
2221         if (!cachep || in_interrupt())
2222                 BUG();
2223
2224         return __cache_shrink(cachep);
2225 }
2226 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2227
2228 /**
2229  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2230  * @cachep: the cache to destroy
2231  *
2232  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2233  * Returns 0 on success.
2234  *
2235  * It is expected this function will be called by a module when it is
2236  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2237  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2238  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2239  *
2240  * The cache must be empty before calling this function.
2241  *
2242  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2243  * during the kmem_cache_destroy().
2244  */
2245 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2246 {
2247         int i;
2248         struct kmem_list3 *l3;
2249
2250         if (!cachep || in_interrupt())
2251                 BUG();
2252
2253         /* Don't let CPUs to come and go */
2254         lock_cpu_hotplug();
2255
2256         /* Find the cache in the chain of caches. */
2257         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2258         /*
2259          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2260          */
2261         list_del(&cachep->next);
2262         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2263
2264         if (__cache_shrink(cachep)) {
2265                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2266                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2267                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2268                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2269                 unlock_cpu_hotplug();
2270                 return 1;
2271         }
2272
2273         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2274                 synchronize_rcu();
2275
2276         for_each_online_cpu(i)
2277             kfree(cachep->array[i]);
2278
2279         /* NUMA: free the list3 structures */
2280         for_each_online_node(i) {
2281                 l3 = cachep->nodelists[i];
2282                 if (l3) {
2283                         kfree(l3->shared);
2284                         free_alien_cache(l3->alien);
2285                         kfree(l3);
2286                 }
2287         }
2288         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2289         unlock_cpu_hotplug();
2290         return 0;
2291 }
2292 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2293
2294 /* Get the memory for a slab management obj. */
2295 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2296                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2297 {
2298         struct slab *slabp;
2299
2300         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2301                 /* Slab management obj is off-slab. */
2302                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2303                 if (!slabp)
2304                         return NULL;
2305         } else {
2306                 slabp = objp + colour_off;
2307                 colour_off += cachep->slab_size;
2308         }
2309         slabp->inuse = 0;
2310         slabp->colouroff = colour_off;
2311         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2312         return slabp;
2313 }
2314
2315 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2316 {
2317         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2318 }
2319
2320 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2321                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2322 {
2323         int i;
2324
2325         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2326                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2327 #if DEBUG
2328                 /* need to poison the objs? */
2329                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2330                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2331                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2332                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2333
2334                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2335                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2336                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2337                 }
2338                 /*
2339                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2340                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2341                  * They must also be threaded.
2342                  */
2343                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2344                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2345                                      ctor_flags);
2346
2347                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2348                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2349                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2350                                            " end of an object");
2351                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2352                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2353                                            " start of an object");
2354                 }
2355                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2356                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2357                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2358                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2359 #else
2360                 if (cachep->ctor)
2361                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2362 #endif
2363                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2364         }
2365         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2366         slabp->free = 0;
2367 }
2368
2369 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2370 {
2371         if (flags & SLAB_DMA)
2372                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2373         else
2374                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2375 }
2376
2377 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2378                                 int nodeid)
2379 {
2380         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2381         kmem_bufctl_t next;
2382
2383         slabp->inuse++;
2384         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2385 #if DEBUG
2386         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2387         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2388 #endif
2389         slabp->free = next;
2390
2391         return objp;
2392 }
2393
2394 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2395                                 void *objp, int nodeid)
2396 {
2397         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2398
2399 #if DEBUG
2400         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2401         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2402
2403         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2404                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2405                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2406                 BUG();
2407         }
2408 #endif
2409         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2410         slabp->free = objnr;
2411         slabp->inuse--;
2412 }
2413
2414 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2415                         void *objp)
2416 {
2417         int i;
2418         struct page *page;
2419
2420         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2421         page = virt_to_page(objp);
2422
2423         i = 1;
2424         if (likely(!PageCompound(page)))
2425                 i <<= cachep->gfporder;
2426         do {
2427                 page_set_cache(page, cachep);
2428                 page_set_slab(page, slabp);
2429                 page++;
2430         } while (--i);
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2435  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2436  */
2437 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2438 {
2439         struct slab *slabp;
2440         void *objp;
2441         size_t offset;
2442         gfp_t local_flags;
2443         unsigned long ctor_flags;
2444         struct kmem_list3 *l3;
2445
2446         /*
2447          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2448          * critical path in kmem_cache_alloc().
2449          */
2450         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2451                 BUG();
2452         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2453                 return 0;
2454
2455         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2456         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2457         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2458                 /*
2459                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2460                  * this - it might need to know...
2461                  */
2462                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2463
2464         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2465         check_irq_off();
2466         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2467         spin_lock(&l3->list_lock);
2468
2469         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2470         offset = l3->colour_next;
2471         l3->colour_next++;
2472         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2473                 l3->colour_next = 0;
2474         spin_unlock(&l3->list_lock);
2475
2476         offset *= cachep->colour_off;
2477
2478         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2479                 local_irq_enable();
2480
2481         /*
2482          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2483          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2484          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2485          * will eventually be caught here (where it matters).
2486          */
2487         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2488
2489         /*
2490          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2491          * 'nodeid'.
2492          */
2493         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2494         if (!objp)
2495                 goto failed;
2496
2497         /* Get slab management. */
2498         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags);
2499         if (!slabp)
2500                 goto opps1;
2501
2502         slabp->nodeid = nodeid;
2503         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2504
2505         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2506
2507         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2508                 local_irq_disable();
2509         check_irq_off();
2510         spin_lock(&l3->list_lock);
2511
2512         /* Make slab active. */
2513         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2514         STATS_INC_GROWN(cachep);
2515         l3->free_objects += cachep->num;
2516         spin_unlock(&l3->list_lock);
2517         return 1;
2518 opps1:
2519         kmem_freepages(cachep, objp);
2520 failed:
2521         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2522                 local_irq_disable();
2523         return 0;
2524 }
2525
2526 #if DEBUG
2527
2528 /*
2529  * Perform extra freeing checks:
2530  * - detect bad pointers.
2531  * - POISON/RED_ZONE checking
2532  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2533  */
2534 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2535 {
2536         struct page *page;
2537
2538         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2539                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2540                        (unsigned long)objp);
2541                 BUG();
2542         }
2543         page = virt_to_page(objp);
2544         if (!PageSlab(page)) {
2545                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2546                        (unsigned long)objp);
2547                 BUG();
2548         }
2549 }
2550
2551 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2552                                    void *caller)
2553 {
2554         struct page *page;
2555         unsigned int objnr;
2556         struct slab *slabp;
2557
2558         objp -= obj_offset(cachep);
2559         kfree_debugcheck(objp);
2560         page = virt_to_page(objp);
2561
2562         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2563                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected "
2564                                 "cache %p, got %p\n",
2565                        page_get_cache(page), cachep);
2566                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2567                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2568                        page_get_cache(page)->name);
2569                 WARN_ON(1);
2570         }
2571         slabp = page_get_slab(page);
2572
2573         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2574                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE ||
2575                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2576                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2577                                                 " object was overwritten");
2578                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, "
2579                                         "redzone 2:0x%lx.\n",
2580                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2581                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2582                 }
2583                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2584                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2585         }
2586         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2587                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2588
2589         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2590
2591         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2592         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2593
2594         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2595                 /*
2596                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2597                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2598                  * the cache-lock held.
2599                  */
2600                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2601                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2602         }
2603         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2604                 /* we want to cache poison the object,
2605                  * call the destruction callback
2606                  */
2607                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2608         }
2609 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2610         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2611 #endif
2612         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2613 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2614                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2615                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2616                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2617                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2618                 } else {
2619                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2620                 }
2621 #else
2622                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2623 #endif
2624         }
2625         return objp;
2626 }
2627
2628 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2629 {
2630         kmem_bufctl_t i;
2631         int entries = 0;
2632
2633         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2634         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2635                 entries++;
2636                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2637                         goto bad;
2638         }
2639         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2640 bad:
2641                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2642                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2643                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2644                 for (i = 0;
2645                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2646                      i++) {
2647                         if (i % 16 == 0)
2648                                 printk("\n%03x:", i);
2649                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2650                 }
2651                 printk("\n");
2652                 BUG();
2653         }
2654 }
2655 #else
2656 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2657 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2658 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2659 #endif
2660
2661 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2662 {
2663         int batchcount;
2664         struct kmem_list3 *l3;
2665         struct array_cache *ac;
2666
2667         check_irq_off();
2668         ac = cpu_cache_get(cachep);
2669 retry:
2670         batchcount = ac->batchcount;
2671         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2672                 /*
2673                  * If there was little recent activity on this cache, then
2674                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2675                  * refill bouncing.
2676                  */
2677                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2678         }
2679         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2680
2681         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2682         spin_lock(&l3->list_lock);
2683
2684         if (l3->shared) {
2685                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2686                 if (shared_array->avail) {
2687                         if (batchcount > shared_array->avail)
2688                                 batchcount = shared_array->avail;
2689                         shared_array->avail -= batchcount;
2690                         ac->avail = batchcount;
2691                         memcpy(ac->entry,
2692                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2693                                sizeof(void *) * batchcount);
2694                         shared_array->touched = 1;
2695                         goto alloc_done;
2696                 }
2697         }
2698         while (batchcount > 0) {
2699                 struct list_head *entry;
2700                 struct slab *slabp;
2701                 /* Get slab alloc is to come from. */
2702                 entry = l3->slabs_partial.next;
2703                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2704                         l3->free_touched = 1;
2705                         entry = l3->slabs_free.next;
2706                         if (entry == &l3->slabs_free)
2707                                 goto must_grow;
2708                 }
2709
2710                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2711                 check_slabp(cachep, slabp);
2712                 check_spinlock_acquired(cachep);
2713                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2714                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2715                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2716                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2717
2718                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2719                                                             numa_node_id());
2720                 }
2721                 check_slabp(cachep, slabp);
2722
2723                 /* move slabp to correct slabp list: */
2724                 list_del(&slabp->list);
2725                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2726                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2727                 else
2728                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2729         }
2730
2731 must_grow:
2732         l3->free_objects -= ac->avail;
2733 alloc_done:
2734         spin_unlock(&l3->list_lock);
2735
2736         if (unlikely(!ac->avail)) {
2737                 int x;
2738                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2739
2740                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2741                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2742                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2743                         return NULL;
2744
2745                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2746                         goto retry;
2747         }
2748         ac->touched = 1;
2749         return ac->entry[--ac->avail];
2750 }
2751
2752 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2753                                                 gfp_t flags)
2754 {
2755         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2756 #if DEBUG
2757         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2758 #endif
2759 }
2760
2761 #if DEBUG
2762 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2763                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2764 {
2765         if (!objp)
2766                 return objp;
2767         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2768 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2769                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2770                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2771                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2772                 else
2773                         check_poison_obj(cachep, objp);
2774 #else
2775                 check_poison_obj(cachep, objp);
2776 #endif
2777                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2778         }
2779         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2780                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2781
2782         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2783                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2784                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2785                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2786                                                 " object was overwritten");
2787                         printk(KERN_ERR
2788                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
2789                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2790                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2791                 }
2792                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2793                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2794         }
2795 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2796         {
2797                 struct slab *slabp;
2798                 unsigned objnr;
2799
2800                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2801                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2802                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
2803         }
2804 #endif
2805         objp += obj_offset(cachep);
2806         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2807                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2808
2809                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2810                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2811
2812                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2813         }
2814         return objp;
2815 }
2816 #else
2817 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2818 #endif
2819
2820 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2821 {
2822         void *objp;
2823         struct array_cache *ac;
2824
2825 #ifdef CONFIG_NUMA
2826         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
2827                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
2828                 if (objp != NULL)
2829                         return objp;
2830         }
2831 #endif
2832
2833         check_irq_off();
2834         ac = cpu_cache_get(cachep);
2835         if (likely(ac->avail)) {
2836                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2837                 ac->touched = 1;
2838                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2839         } else {
2840                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2841                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2842         }
2843         return objp;
2844 }
2845
2846 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
2847                                                 gfp_t flags, void *caller)
2848 {
2849         unsigned long save_flags;
2850         void *objp;
2851
2852         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2853
2854         local_irq_save(save_flags);
2855         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2856         local_irq_restore(save_flags);
2857         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2858                                             caller);
2859         prefetchw(objp);
2860         return objp;
2861 }
2862
2863 #ifdef CONFIG_NUMA
2864 /*
2865  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
2866  *
2867  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2868  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2869  */
2870 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2871 {
2872         int nid_alloc, nid_here;
2873
2874         if (in_interrupt())
2875                 return NULL;
2876         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
2877         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2878                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
2879         else if (current->mempolicy)
2880                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
2881         if (nid_alloc != nid_here)
2882                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2883         return NULL;
2884 }
2885
2886 /*
2887  * A interface to enable slab creation on nodeid
2888  */
2889 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2890                                 int nodeid)
2891 {
2892         struct list_head *entry;
2893         struct slab *slabp;
2894         struct kmem_list3 *l3;
2895         void *obj;
2896         int x;
2897
2898         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2899         BUG_ON(!l3);
2900
2901 retry:
2902         check_irq_off();
2903         spin_lock(&l3->list_lock);
2904         entry = l3->slabs_partial.next;
2905         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2906                 l3->free_touched = 1;
2907                 entry = l3->slabs_free.next;
2908                 if (entry == &l3->slabs_free)
2909                         goto must_grow;
2910         }
2911
2912         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2913         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2914         check_slabp(cachep, slabp);
2915
2916         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2917         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2918         STATS_SET_HIGH(cachep);
2919
2920         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2921
2922         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2923         check_slabp(cachep, slabp);
2924         l3->free_objects--;
2925         /* move slabp to correct slabp list: */
2926         list_del(&slabp->list);
2927
2928         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2929                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2930         else
2931                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2932
2933         spin_unlock(&l3->list_lock);
2934         goto done;
2935
2936 must_grow:
2937         spin_unlock(&l3->list_lock);
2938         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2939
2940         if (!x)
2941                 return NULL;
2942
2943         goto retry;
2944 done:
2945         return obj;
2946 }
2947 #endif
2948
2949 /*
2950  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2951  */
2952 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2953                        int node)
2954 {
2955         int i;
2956         struct kmem_list3 *l3;
2957
2958         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2959                 void *objp = objpp[i];
2960                 struct slab *slabp;
2961
2962                 slabp = virt_to_slab(objp);
2963                 l3 = cachep->nodelists[node];
2964                 list_del(&slabp->list);
2965                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2966                 check_slabp(cachep, slabp);
2967                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2968                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2969                 l3->free_objects++;
2970                 check_slabp(cachep, slabp);
2971
2972                 /* fixup slab chains */
2973                 if (slabp->inuse == 0) {
2974                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2975                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2976                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2977                         } else {
2978                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2979                         }
2980                 } else {
2981                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2982                          * partial list on free - maximum time for the
2983                          * other objects to be freed, too.
2984                          */
2985                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2986                 }
2987         }
2988 }
2989
2990 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2991 {
2992         int batchcount;
2993         struct kmem_list3 *l3;
2994         int node = numa_node_id();
2995
2996         batchcount = ac->batchcount;
2997 #if DEBUG
2998         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2999 #endif
3000         check_irq_off();
3001         l3 = cachep->nodelists[node];
3002         spin_lock(&l3->list_lock);
3003         if (l3->shared) {
3004                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3005                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3006                 if (max) {
3007                         if (batchcount > max)
3008                                 batchcount = max;
3009                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3010                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3011                         shared_array->avail += batchcount;
3012                         goto free_done;
3013                 }
3014         }
3015
3016         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3017 free_done:
3018 #if STATS
3019         {
3020                 int i = 0;
3021                 struct list_head *p;
3022
3023                 p = l3->slabs_free.next;
3024                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3025                         struct slab *slabp;
3026
3027                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3028                         BUG_ON(slabp->inuse);
3029
3030                         i++;
3031                         p = p->next;
3032                 }
3033                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3034         }
3035 #endif
3036         spin_unlock(&l3->list_lock);
3037         ac->avail -= batchcount;
3038         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3043  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3044  */
3045 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3046 {
3047         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3048
3049         check_irq_off();
3050         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3051
3052         /* Make sure we are not freeing a object from another
3053          * node to the array cache on this cpu.
3054          */
3055 #ifdef CONFIG_NUMA
3056         {
3057                 struct slab *slabp;
3058                 slabp = virt_to_slab(objp);
3059                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3060                         struct array_cache *alien = NULL;
3061                         int nodeid = slabp->nodeid;
3062                         struct kmem_list3 *l3;
3063
3064                         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
3065                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3066                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3067                                 alien = l3->alien[nodeid];
3068                                 spin_lock(&alien->lock);
3069                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3070                                         __drain_alien_cache(cachep,
3071                                                             alien, nodeid);
3072                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3073                                 spin_unlock(&alien->lock);
3074                         } else {
3075                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3076                                           list_lock);
3077                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3078                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3079                                             list_lock);
3080                         }
3081                         return;
3082                 }
3083         }
3084 #endif
3085         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3086                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3087                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3088                 return;
3089         } else {
3090                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3091                 cache_flusharray(cachep, ac);
3092                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3093         }
3094 }
3095
3096 /**
3097  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3098  * @cachep: The cache to allocate from.
3099  * @flags: See kmalloc().
3100  *
3101  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3102  * if the cache has no available objects.
3103  */
3104 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3105 {
3106         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3109
3110 /**
3111  * kmem_cache_alloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3112  * @cache: The cache to allocate from.
3113  * @flags: See kmalloc().
3114  *
3115  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3116  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3117  */
3118 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3119 {
3120         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3121         if (ret)
3122                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3123         return ret;
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3126
3127 /**
3128  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3129  *      be a slab entry.
3130  * @cachep: the cache we're checking against
3131  * @ptr: pointer to validate
3132  *
3133  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3134  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3135  * part of the slab cache in question, but it at least
3136  * validates that the pointer can be dereferenced and
3137  * looks half-way sane.
3138  *
3139  * Currently only used for dentry validation.
3140  */
3141 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3142 {
3143         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3144         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3145         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3146         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3147         struct page *page;
3148
3149         if (unlikely(addr < min_addr))
3150                 goto out;
3151         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3152                 goto out;
3153         if (unlikely(addr & align_mask))
3154                 goto out;
3155         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3156                 goto out;
3157         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3158                 goto out;
3159         page = virt_to_page(ptr);
3160         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3161                 goto out;
3162         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3163                 goto out;
3164         return 1;
3165 out:
3166         return 0;
3167 }
3168
3169 #ifdef CONFIG_NUMA
3170 /**
3171  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3172  * @cachep: The cache to allocate from.
3173  * @flags: See kmalloc().
3174  * @nodeid: node number of the target node.
3175  *
3176  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3177  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3178  * can improve the performance for cpu bound structures.
3179  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3180  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3181  */
3182 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3183 {
3184         unsigned long save_flags;
3185         void *ptr;
3186
3187         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3188         local_irq_save(save_flags);
3189
3190         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3191                         !cachep->nodelists[nodeid])
3192                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3193         else
3194                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3195         local_irq_restore(save_flags);
3196
3197         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3198                                            __builtin_return_address(0));
3199
3200         return ptr;
3201 }
3202 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3203
3204 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3205 {
3206         struct kmem_cache *cachep;
3207
3208         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3209         if (unlikely(cachep == NULL))
3210                 return NULL;
3211         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3212 }
3213 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3214 #endif
3215
3216 /**
3217  * kmalloc - allocate memory
3218  * @size: how many bytes of memory are required.
3219  * @flags: the type of memory to allocate.
3220  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3221  *
3222  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3223  * in the kernel.
3224  *
3225  * The @flags argument may be one of:
3226  *
3227  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3228  *
3229  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3230  *
3231  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3232  *
3233  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3234  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3235  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3236  * from the first 16MB.
3237  */
3238 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3239                                           void *caller)
3240 {
3241         struct kmem_cache *cachep;
3242
3243         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3244          * __ with kmem_.
3245          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3246          * functions.
3247          */
3248         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3249         if (unlikely(cachep == NULL))
3250                 return NULL;
3251         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3252 }
3253
3254
3255 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3256 {
3257 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3258         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3259 #else
3260         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3261 #endif
3262 }
3263 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3264
3265 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3266 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3267 {
3268         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3271 #endif
3272
3273 #ifdef CONFIG_SMP
3274 /**
3275  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3276  * cpu in the system, zeroing them.
3277  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3278  *
3279  * @size: how many bytes of memory are required.
3280  */
3281 void *__alloc_percpu(size_t size)
3282 {
3283         int i;
3284         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3285
3286         if (!pdata)
3287                 return NULL;
3288
3289         /*
3290          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3291          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3292          * that we have allocated then....
3293          */
3294         for_each_cpu(i) {
3295                 int node = cpu_to_node(i);
3296
3297                 if (node_online(node))
3298                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3299                 else
3300                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3301
3302                 if (!pdata->ptrs[i])
3303                         goto unwind_oom;
3304                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3305         }
3306
3307         /* Catch derefs w/o wrappers */
3308         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3309
3310 unwind_oom:
3311         while (--i >= 0) {
3312                 if (!cpu_possible(i))
3313                         continue;
3314                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3315         }
3316         kfree(pdata);
3317         return NULL;
3318 }
3319 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3320 #endif
3321
3322 /**
3323  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3324  * @cachep: The cache the allocation was from.
3325  * @objp: The previously allocated object.
3326  *
3327  * Free an object which was previously allocated from this
3328  * cache.
3329  */
3330 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3331 {
3332         unsigned long flags;
3333
3334         local_irq_save(flags);
3335         __cache_free(cachep, objp);
3336         local_irq_restore(flags);
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3339
3340 /**
3341  * kfree - free previously allocated memory
3342  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3343  *
3344  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3345  *
3346  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3347  * or you will run into trouble.
3348  */
3349 void kfree(const void *objp)
3350 {
3351         struct kmem_cache *c;
3352         unsigned long flags;
3353
3354         if (unlikely(!objp))
3355                 return;
3356         local_irq_save(flags);
3357         kfree_debugcheck(objp);
3358         c = virt_to_cache(objp);
3359         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3360         __cache_free(c, (void *)objp);
3361         local_irq_restore(flags);
3362 }
3363 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3364
3365 #ifdef CONFIG_SMP
3366 /**
3367  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3368  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3369  *
3370  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3371  * The complemented objp is to check for that.
3372  */
3373 void free_percpu(const void *objp)
3374 {
3375         int i;
3376         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3377
3378         /*
3379          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3380          */
3381         for_each_cpu(i)
3382             kfree(p->ptrs[i]);
3383         kfree(p);
3384 }
3385 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3386 #endif
3387
3388 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3389 {
3390         return obj_size(cachep);
3391 }
3392 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3393
3394 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3395 {
3396         return cachep->name;
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3399
3400 /*
3401  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3402  */
3403 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3404 {
3405         int node;
3406         struct kmem_list3 *l3;
3407         int err = 0;
3408
3409         for_each_online_node(node) {
3410                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3411                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3412 #ifdef CONFIG_NUMA
3413                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3414                 if (!new_alien)
3415                         goto fail;
3416 #endif
3417                 new = alloc_arraycache(node, cachep->shared*cachep->batchcount,
3418                                         0xbaadf00d);
3419                 if (!new)
3420                         goto fail;
3421                 l3 = cachep->nodelists[node];
3422                 if (l3) {
3423                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3424
3425                         nc = cachep->nodelists[node]->shared;
3426                         if (nc)
3427                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3428
3429                         l3->shared = new;
3430                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3431                                 l3->alien = new_alien;
3432                                 new_alien = NULL;
3433                         }
3434                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3435                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3436                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3437                         kfree(nc);
3438                         free_alien_cache(new_alien);
3439                         continue;
3440                 }
3441                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3442                 if (!l3)
3443                         goto fail;
3444
3445                 kmem_list3_init(l3);
3446                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3447                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3448                 l3->shared = new;
3449                 l3->alien = new_alien;
3450                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3451                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3452                 cachep->nodelists[node] = l3;
3453         }
3454         return err;
3455 fail:
3456         err = -ENOMEM;
3457         return err;
3458 }
3459
3460 struct ccupdate_struct {
3461         struct kmem_cache *cachep;
3462         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3463 };
3464
3465 static void do_ccupdate_local(void *info)
3466 {
3467         struct ccupdate_struct *new = info;
3468         struct array_cache *old;
3469
3470         check_irq_off();
3471         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3472
3473         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3474         new->new[smp_processor_id()] = old;
3475 }
3476
3477 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3478 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3479                                 int batchcount, int shared)
3480 {
3481         struct ccupdate_struct new;
3482         int i, err;
3483
3484         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3485         for_each_online_cpu(i) {
3486                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3487                                                 batchcount);
3488                 if (!new.new[i]) {
3489                         for (i--; i >= 0; i--)
3490                                 kfree(new.new[i]);
3491                         return -ENOMEM;
3492                 }
3493         }
3494         new.cachep = cachep;
3495
3496         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)&new, 1, 1);
3497
3498         check_irq_on();
3499         cachep->batchcount = batchcount;
3500         cachep->limit = limit;
3501         cachep->shared = shared;
3502
3503         for_each_online_cpu(i) {
3504                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3505                 if (!ccold)
3506                         continue;
3507                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3508                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3509                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3510                 kfree(ccold);
3511         }
3512
3513         err = alloc_kmemlist(cachep);
3514         if (err) {
3515                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3516                        cachep->name, -err);
3517                 BUG();
3518         }
3519         return 0;
3520 }
3521
3522 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3523 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3524 {
3525         int err;
3526         int limit, shared;
3527
3528         /*
3529          * The head array serves three purposes:
3530          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3531          * - reduce the number of spinlock operations.
3532          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3533          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3534          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3535          * Bonwick.
3536          */
3537         if (cachep->buffer_size > 131072)
3538                 limit = 1;
3539         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3540                 limit = 8;
3541         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3542                 limit = 24;
3543         else if (cachep->buffer_size > 256)
3544                 limit = 54;
3545         else
3546                 limit = 120;
3547
3548         /*
3549          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3550          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3551          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3552          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3553          * replaces Bonwick's magazine layer.
3554          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3555          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3556          */
3557         shared = 0;
3558 #ifdef CONFIG_SMP
3559         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3560                 shared = 8;
3561 #endif
3562
3563 #if DEBUG
3564         /*
3565          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3566          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3567          */
3568         if (limit > 32)
3569                 limit = 32;
3570 #endif
3571         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3572         if (err)
3573                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3574                        cachep->name, -err);
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3579  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3580  * if drain_array() is used on the shared array.
3581  */
3582 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3583                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3584 {
3585         int tofree;
3586
3587         if (!ac || !ac->avail)
3588                 return;
3589         if (ac->touched && !force) {
3590                 ac->touched = 0;
3591         } else {
3592                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3593                 if (ac->avail) {
3594                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3595                         if (tofree > ac->avail)
3596                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3597                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3598                         ac->avail -= tofree;
3599                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3600                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3601                 }
3602                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3603         }
3604 }
3605
3606 /**
3607  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3608  * @unused: unused parameter
3609  *
3610  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3611  * Purpose:
3612  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3613  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3614  *
3615  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3616  * again on the next iteration.
3617  */
3618 static void cache_reap(void *unused)
3619 {
3620         struct list_head *walk;
3621         struct kmem_list3 *l3;
3622         int node = numa_node_id();
3623
3624         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3625                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3626                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3627                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3628                 return;
3629         }
3630
3631         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3632                 struct kmem_cache *searchp;
3633                 struct list_head *p;
3634                 int tofree;
3635                 struct slab *slabp;
3636
3637                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3638                 check_irq_on();
3639
3640                 /*
3641                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3642                  * have established with reasonable certainty that
3643                  * we can do some work if the lock was obtained.
3644                  */
3645                 l3 = searchp->nodelists[node];
3646
3647                 reap_alien(searchp, l3);
3648
3649                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3650
3651                 /*
3652                  * These are racy checks but it does not matter
3653                  * if we skip one check or scan twice.
3654                  */
3655                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3656                         goto next;
3657
3658                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3659
3660                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3661
3662                 if (l3->free_touched) {
3663                         l3->free_touched = 0;
3664                         goto next;
3665                 }
3666
3667                 tofree = (l3->free_limit + 5 * searchp->num - 1) /
3668                                 (5 * searchp->num);
3669                 do {
3670                         /*
3671                          * Do not lock if there are no free blocks.
3672                          */
3673                         if (list_empty(&l3->slabs_free))
3674                                 break;
3675
3676                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3677                         p = l3->slabs_free.next;
3678                         if (p == &(l3->slabs_free)) {
3679                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3680                                 break;
3681                         }
3682
3683                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3684                         BUG_ON(slabp->inuse);
3685                         list_del(&slabp->list);
3686                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3687
3688                         /*
3689                          * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
3690                          * to the cache. searchp cannot disappear, we hold
3691                          * cache_chain_lock
3692                          */
3693                         l3->free_objects -= searchp->num;
3694                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3695                         slab_destroy(searchp, slabp);
3696                 } while (--tofree > 0);
3697 next:
3698                 cond_resched();
3699         }
3700         check_irq_on();
3701         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3702         next_reap_node();
3703         /* Set up the next iteration */
3704         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3705 }
3706
3707 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3708
3709 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3710 {
3711         /*
3712          * Output format version, so at least we can change it
3713          * without _too_ many complaints.
3714          */
3715 #if STATS
3716         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3717 #else
3718         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3719 #endif
3720         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3721                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3722         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3723         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3724 #if STATS
3725         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3726                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3727         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3728 #endif
3729         seq_putc(m, '\n');
3730 }
3731
3732 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3733 {
3734         loff_t n = *pos;
3735         struct list_head *p;
3736
3737         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3738         if (!n)
3739                 print_slabinfo_header(m);
3740         p = cache_chain.next;
3741         while (n--) {
3742                 p = p->next;
3743                 if (p == &cache_chain)
3744                         return NULL;
3745         }
3746         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3747 }
3748
3749 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3750 {
3751         struct kmem_cache *cachep = p;
3752         ++*pos;
3753         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3754                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3755 }
3756
3757 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3758 {
3759         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3760 }
3761
3762 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3763 {
3764         struct kmem_cache *cachep = p;
3765         struct list_head *q;
3766         struct slab *slabp;
3767         unsigned long active_objs;
3768         unsigned long num_objs;
3769         unsigned long active_slabs = 0;
3770         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3771         const char *name;
3772         char *error = NULL;
3773         int node;
3774         struct kmem_list3 *l3;
3775
3776         active_objs = 0;
3777         num_slabs = 0;
3778         for_each_online_node(node) {
3779                 l3 = cachep->nodelists[node];
3780                 if (!l3)
3781                         continue;
3782
3783                 check_irq_on();
3784                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3785
3786                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3787                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3788                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3789                                 error = "slabs_full accounting error";
3790                         active_objs += cachep->num;
3791                         active_slabs++;
3792                 }
3793                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3794                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3795                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3796                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3797                         if (!slabp->inuse && !error)
3798                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3799                         active_objs += slabp->inuse;
3800                         active_slabs++;
3801                 }
3802                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3803                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3804                         if (slabp->inuse && !error)
3805                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3806                         num_slabs++;
3807                 }
3808                 free_objects += l3->free_objects;
3809                 if (l3->shared)
3810                         shared_avail += l3->shared->avail;
3811
3812                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3813         }
3814         num_slabs += active_slabs;
3815         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3816         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3817                 error = "free_objects accounting error";
3818
3819         name = cachep->name;
3820         if (error)
3821                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3822
3823         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3824                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3825                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3826         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3827                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3828         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3829                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3830 #if STATS
3831         {                       /* list3 stats */
3832                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3833                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3834                 unsigned long grown = cachep->grown;
3835                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3836                 unsigned long errors = cachep->errors;
3837                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3838                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3839                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3840
3841                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3842                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
3843                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
3844                                 node_frees);
3845         }
3846         /* cpu stats */
3847         {
3848                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3849                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3850                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3851                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3852
3853                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3854                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3855         }
3856 #endif
3857         seq_putc(m, '\n');
3858         return 0;
3859 }
3860
3861 /*
3862  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3863  *
3864  * Output layout:
3865  * cache-name
3866  * num-active-objs
3867  * total-objs
3868  * object size
3869  * num-active-slabs
3870  * total-slabs
3871  * num-pages-per-slab
3872  * + further values on SMP and with statistics enabled
3873  */
3874
3875 struct seq_operations slabinfo_op = {
3876         .start = s_start,
3877         .next = s_next,
3878         .stop = s_stop,
3879         .show = s_show,
3880 };
3881
3882 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3883 /**
3884  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3885  * @file: unused
3886  * @buffer: user buffer
3887  * @count: data length
3888  * @ppos: unused
3889  */
3890 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3891                        size_t count, loff_t *ppos)
3892 {
3893         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3894         int limit, batchcount, shared, res;
3895         struct list_head *p;
3896
3897         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3898                 return -EINVAL;
3899         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3900                 return -EFAULT;
3901         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3902
3903         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3904         if (!tmp)
3905                 return -EINVAL;
3906         *tmp = '\0';
3907         tmp++;
3908         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3909                 return -EINVAL;
3910
3911         /* Find the cache in the chain of caches. */
3912         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3913         res = -EINVAL;
3914         list_for_each(p, &cache_chain) {
3915                 struct kmem_cache *cachep;
3916
3917                 cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3918                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3919                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
3920                                         batchcount > limit || shared < 0) {
3921                                 res = 0;
3922                         } else {
3923                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3924                                                        batchcount, shared);
3925                         }
3926                         break;
3927                 }
3928         }
3929         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3930         if (res >= 0)
3931                 res = count;
3932         return res;
3933 }
3934
3935 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3936
3937 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3938 {
3939         loff_t n = *pos;
3940         struct list_head *p;
3941
3942         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3943         p = cache_chain.next;
3944         while (n--) {
3945                 p = p->next;
3946                 if (p == &cache_chain)
3947                         return NULL;
3948         }
3949         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3950 }
3951
3952 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
3953 {
3954         unsigned long *p;
3955         int l;
3956         if (!v)
3957                 return 1;
3958         l = n[1];
3959         p = n + 2;
3960         while (l) {
3961                 int i = l/2;
3962                 unsigned long *q = p + 2 * i;
3963                 if (*q == v) {
3964                         q[1]++;
3965                         return 1;
3966                 }
3967                 if (*q > v) {
3968                         l = i;
3969                 } else {
3970                         p = q + 2;
3971                         l -= i + 1;
3972                 }
3973         }
3974         if (++n[1] == n[0])
3975                 return 0;
3976         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
3977         p[0] = v;
3978         p[1] = 1;
3979         return 1;
3980 }
3981
3982 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
3983 {
3984         void *p;
3985         int i;
3986         if (n[0] == n[1])
3987                 return;
3988         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
3989                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
3990                         continue;
3991                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
3992                         return;
3993         }
3994 }
3995
3996 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
3997 {
3998 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
3999         char *modname;
4000         const char *name;
4001         unsigned long offset, size;
4002         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4003
4004         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4005
4006         if (name) {
4007                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4008                 if (modname)
4009                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4010                 return;
4011         }
4012 #endif
4013         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4014 }
4015
4016 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4017 {
4018         struct kmem_cache *cachep = p;
4019         struct list_head *q;
4020         struct slab *slabp;
4021         struct kmem_list3 *l3;
4022         const char *name;
4023         unsigned long *n = m->private;
4024         int node;
4025         int i;
4026
4027         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4028                 return 0;
4029         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4030                 return 0;
4031
4032         /* OK, we can do it */
4033
4034         n[1] = 0;
4035
4036         for_each_online_node(node) {
4037                 l3 = cachep->nodelists[node];
4038                 if (!l3)
4039                         continue;
4040
4041                 check_irq_on();
4042                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4043
4044                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
4045                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4046                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4047                 }
4048                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
4049                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
4050                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4051                 }
4052                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4053         }
4054         name = cachep->name;
4055         if (n[0] == n[1]) {
4056                 /* Increase the buffer size */
4057                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4058                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4059                 if (!m->private) {
4060                         /* Too bad, we are really out */
4061                         m->private = n;
4062                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4063                         return -ENOMEM;
4064                 }
4065                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4066                 kfree(n);
4067                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4068                 /* Now make sure this entry will be retried */
4069                 m->count = m->size;
4070                 return 0;
4071         }
4072         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4073                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4074                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4075                 seq_putc(m, '\n');
4076         }
4077         return 0;
4078 }
4079
4080 struct seq_operations slabstats_op = {
4081         .start = leaks_start,
4082         .next = s_next,
4083         .stop = s_stop,
4084         .show = leaks_show,
4085 };
4086 #endif
4087 #endif
4088
4089 /**
4090  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4091  * @objp: Pointer to the object
4092  *
4093  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4094  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4095  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4096  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4097  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4098  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4099  * must not be freed during the duration of the call.
4100  */
4101 unsigned int ksize(const void *objp)
4102 {
4103         if (unlikely(objp == NULL))
4104                 return 0;
4105
4106         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4107 }