fbdev: bf54x-lq043fb: use kzalloc over kmalloc/memset
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117
118 #include        <asm/cacheflush.h>
119 #include        <asm/tlbflush.h>
120 #include        <asm/page.h>
121
122 /*
123  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
127  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
128  *
129  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
130  */
131
132 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
133 #define DEBUG           1
134 #define STATS           1
135 #define FORCED_DEBUG    1
136 #else
137 #define DEBUG           0
138 #define STATS           0
139 #define FORCED_DEBUG    0
140 #endif
141
142 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
143 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
144 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
182                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
183 #else
184 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
185                          SLAB_CACHE_DMA | \
186                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
187                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
188                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE)
189 #endif
190
191 /*
192  * kmem_bufctl_t:
193  *
194  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
195  * linked offsets.
196  *
197  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
198  * slab an object belongs to.
199  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
200  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
201  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
202  * that does not use off-slab slabs.
203  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
204  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
205  * to have too many per slab.
206  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
207  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
208  */
209
210 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
211 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
212 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
213 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
214 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
215
216 /*
217  * struct slab
218  *
219  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
220  * for a slab, or allocated from an general cache.
221  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
222  */
223 struct slab {
224         struct list_head list;
225         unsigned long colouroff;
226         void *s_mem;            /* including colour offset */
227         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228         kmem_bufctl_t free;
229         unsigned short nodeid;
230 };
231
232 /*
233  * struct slab_rcu
234  *
235  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
236  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
237  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
238  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
239  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
240  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
241  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
242  *
243  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
244  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
245  *
246  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
247  */
248 struct slab_rcu {
249         struct rcu_head head;
250         struct kmem_cache *cachep;
251         void *addr;
252 };
253
254 /*
255  * struct array_cache
256  *
257  * Purpose:
258  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
259  * - reduce the number of linked list operations
260  * - reduce spinlock operations
261  *
262  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
263  * footprint.
264  *
265  */
266 struct array_cache {
267         unsigned int avail;
268         unsigned int limit;
269         unsigned int batchcount;
270         unsigned int touched;
271         spinlock_t lock;
272         void *entry[];  /*
273                          * Must have this definition in here for the proper
274                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
275                          * the entries.
276                          */
277 };
278
279 /*
280  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
281  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
282  */
283 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
284 struct arraycache_init {
285         struct array_cache cache;
286         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
287 };
288
289 /*
290  * The slab lists for all objects.
291  */
292 struct kmem_list3 {
293         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
294         struct list_head slabs_full;
295         struct list_head slabs_free;
296         unsigned long free_objects;
297         unsigned int free_limit;
298         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
299         spinlock_t list_lock;
300         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
301         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
302         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
303         int free_touched;               /* updated without locking */
304 };
305
306 /*
307  * The slab allocator is initialized with interrupts disabled. Therefore, make
308  * sure early boot allocations don't accidentally enable interrupts.
309  */
310 static gfp_t slab_gfp_mask __read_mostly = SLAB_GFP_BOOT_MASK;
311
312 /*
313  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
314  */
315 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
316 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
317 #define CACHE_CACHE 0
318 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
319 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
320
321 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
322                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
323 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
324                         int node);
325 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
326 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
327
328 /*
329  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
330  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
331  */
332 static __always_inline int index_of(const size_t size)
333 {
334         extern void __bad_size(void);
335
336         if (__builtin_constant_p(size)) {
337                 int i = 0;
338
339 #define CACHE(x) \
340         if (size <=x) \
341                 return i; \
342         else \
343                 i++;
344 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
345 #undef CACHE
346                 __bad_size();
347         } else
348                 __bad_size();
349         return 0;
350 }
351
352 static int slab_early_init = 1;
353
354 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
355 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
356
357 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
358 {
359         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
360         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
361         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
362         parent->shared = NULL;
363         parent->alien = NULL;
364         parent->colour_next = 0;
365         spin_lock_init(&parent->list_lock);
366         parent->free_objects = 0;
367         parent->free_touched = 0;
368 }
369
370 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
371         do {                                                            \
372                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
373                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
374         } while (0)
375
376 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
377         do {                                                            \
378         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
379         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
380         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
381         } while (0)
382
383 /*
384  * struct kmem_cache
385  *
386  * manages a cache.
387  */
388
389 struct kmem_cache {
390 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
391         struct array_cache *array[NR_CPUS];
392 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
393         unsigned int batchcount;
394         unsigned int limit;
395         unsigned int shared;
396
397         unsigned int buffer_size;
398         u32 reciprocal_buffer_size;
399 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
400
401         unsigned int flags;             /* constant flags */
402         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
403
404 /* 4) cache_grow/shrink */
405         /* order of pgs per slab (2^n) */
406         unsigned int gfporder;
407
408         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
409         gfp_t gfpflags;
410
411         size_t colour;                  /* cache colouring range */
412         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
413         struct kmem_cache *slabp_cache;
414         unsigned int slab_size;
415         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
416
417         /* constructor func */
418         void (*ctor)(void *obj);
419
420 /* 5) cache creation/removal */
421         const char *name;
422         struct list_head next;
423
424 /* 6) statistics */
425 #if STATS
426         unsigned long num_active;
427         unsigned long num_allocations;
428         unsigned long high_mark;
429         unsigned long grown;
430         unsigned long reaped;
431         unsigned long errors;
432         unsigned long max_freeable;
433         unsigned long node_allocs;
434         unsigned long node_frees;
435         unsigned long node_overflow;
436         atomic_t allochit;
437         atomic_t allocmiss;
438         atomic_t freehit;
439         atomic_t freemiss;
440 #endif
441 #if DEBUG
442         /*
443          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
444          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
445          * object size including these internal fields, the following two
446          * variables contain the offset to the user object and its size.
447          */
448         int obj_offset;
449         int obj_size;
450 #endif
451         /*
452          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
453          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
454          * (see kmem_cache_init())
455          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
456          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
457          */
458         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
459         /*
460          * Do not add fields after nodelists[]
461          */
462 };
463
464 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
465 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
466
467 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
468 /*
469  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
470  * cpucache drain/refill cycles.
471  *
472  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
473  * which could lock up otherwise freeable slabs.
474  */
475 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
476 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
477
478 #if STATS
479 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
480 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
481 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
482 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
483 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
484 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
485         do {                                                            \
486                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
487                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
488         } while (0)
489 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
490 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
491 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
492 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
493 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
494         do {                                                            \
495                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
496                         (x)->max_freeable = i;                          \
497         } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
499 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
500 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
501 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
502 #else
503 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
504 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
506 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
507 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
508 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
510 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
511 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
512 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
513 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
514 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
515 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
516 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
517 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
518 #endif
519
520 #if DEBUG
521
522 /*
523  * memory layout of objects:
524  * 0            : objp
525  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
526  *              the end of an object is aligned with the end of the real
527  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
528  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
529  *              redzone word.
530  * cachep->obj_offset: The real object.
531  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
532  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
533  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
534  */
535 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
536 {
537         return cachep->obj_offset;
538 }
539
540 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
541 {
542         return cachep->obj_size;
543 }
544
545 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
549                                       sizeof(unsigned long long));
550 }
551
552 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
553 {
554         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
555         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
556                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
557                                               sizeof(unsigned long long) -
558                                               REDZONE_ALIGN);
559         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
560                                        sizeof(unsigned long long));
561 }
562
563 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
564 {
565         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
566         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
567 }
568
569 #else
570
571 #define obj_offset(x)                   0
572 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
573 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
574 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
575 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
576
577 #endif
578
579 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
580 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
581 {
582         return cachep->buffer_size;
583 }
584 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
585 #endif
586
587 /*
588  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
589  */
590 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
591 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
592 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
593
594 /*
595  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
596  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
597  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
598  */
599 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
600 {
601         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
602 }
603
604 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
605 {
606         page = compound_head(page);
607         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
609 }
610
611 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
612 {
613         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
614 }
615
616 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
617 {
618         BUG_ON(!PageSlab(page));
619         return (struct slab *)page->lru.prev;
620 }
621
622 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
623 {
624         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
625         return page_get_cache(page);
626 }
627
628 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
629 {
630         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
631         return page_get_slab(page);
632 }
633
634 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
635                                  unsigned int idx)
636 {
637         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
638 }
639
640 /*
641  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
642  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
643  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
644  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
645  */
646 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
647                                         const struct slab *slab, void *obj)
648 {
649         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
650         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
651 }
652
653 /*
654  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
655  */
656 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
657 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
658 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
659         CACHE(ULONG_MAX)
660 #undef CACHE
661 };
662 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
663
664 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
665 struct cache_names {
666         char *name;
667         char *name_dma;
668 };
669
670 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
671 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
672 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
673         {NULL,}
674 #undef CACHE
675 };
676
677 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
678     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
679 static struct arraycache_init initarray_generic =
680     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
681
682 /* internal cache of cache description objs */
683 static struct kmem_cache cache_cache = {
684         .batchcount = 1,
685         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
686         .shared = 1,
687         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
688         .name = "kmem_cache",
689 };
690
691 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
692
693 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
694
695 /*
696  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
697  * for other slabs "off slab".
698  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
699  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
700  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
701  *
702  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
703  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
704  * then comes back up during hotplug
705  */
706 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
707 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
708
709 static inline void init_lock_keys(void)
710
711 {
712         int q;
713         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
714
715         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
716                 for_each_node(q) {
717                         struct array_cache **alc;
718                         int r;
719                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
720                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
721                                 continue;
722                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
723                         alc = l3->alien;
724                         /*
725                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
726                          * should go away when common slab code is taught to
727                          * work even without alien caches.
728                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
729                          * for alloc_alien_cache,
730                          */
731                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
732                                 continue;
733                         for_each_node(r) {
734                                 if (alc[r])
735                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
736                                              &on_slab_alc_key);
737                         }
738                 }
739                 s++;
740         }
741 }
742 #else
743 static inline void init_lock_keys(void)
744 {
745 }
746 #endif
747
748 /*
749  * Guard access to the cache-chain.
750  */
751 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
752 static struct list_head cache_chain;
753
754 /*
755  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
756  * until the general caches are up.
757  */
758 static enum {
759         NONE,
760         PARTIAL_AC,
761         PARTIAL_L3,
762         EARLY,
763         FULL
764 } g_cpucache_up;
765
766 /*
767  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
768  */
769 int slab_is_available(void)
770 {
771         return g_cpucache_up >= EARLY;
772 }
773
774 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
775
776 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
777 {
778         return cachep->array[smp_processor_id()];
779 }
780
781 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
782                                                         gfp_t gfpflags)
783 {
784         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
785
786 #if DEBUG
787         /* This happens if someone tries to call
788          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
789          * the generic caches are initialized.
790          */
791         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
792 #endif
793         if (!size)
794                 return ZERO_SIZE_PTR;
795
796         while (size > csizep->cs_size)
797                 csizep++;
798
799         /*
800          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
801          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
802          * for large kmalloc calls required.
803          */
804 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
805         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
806                 return csizep->cs_dmacachep;
807 #endif
808         return csizep->cs_cachep;
809 }
810
811 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
812 {
813         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
814 }
815
816 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
817 {
818         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
819 }
820
821 /*
822  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
823  */
824 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
825                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
826                            unsigned int *num)
827 {
828         int nr_objs;
829         size_t mgmt_size;
830         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
831
832         /*
833          * The slab management structure can be either off the slab or
834          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
835          * slab is used for:
836          *
837          * - The struct slab
838          * - One kmem_bufctl_t for each object
839          * - Padding to respect alignment of @align
840          * - @buffer_size bytes for each object
841          *
842          * If the slab management structure is off the slab, then the
843          * alignment will already be calculated into the size. Because
844          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
845          * correct alignment when allocated.
846          */
847         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
848                 mgmt_size = 0;
849                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
850
851                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
852                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
853         } else {
854                 /*
855                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
856                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
857                  * least @align. In the worst case, this result will
858                  * be one greater than the number of objects that fit
859                  * into the memory allocation when taking the padding
860                  * into account.
861                  */
862                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
863                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
864
865                 /*
866                  * This calculated number will be either the right
867                  * amount, or one greater than what we want.
868                  */
869                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
870                        > slab_size)
871                         nr_objs--;
872
873                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
874                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
875
876                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
877         }
878         *num = nr_objs;
879         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
880 }
881
882 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
883
884 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
885                         char *msg)
886 {
887         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
888                function, cachep->name, msg);
889         dump_stack();
890 }
891
892 /*
893  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
894  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
895  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
896  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
897  * line
898   */
899
900 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
901 static int __init noaliencache_setup(char *s)
902 {
903         use_alien_caches = 0;
904         return 1;
905 }
906 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
907
908 #ifdef CONFIG_NUMA
909 /*
910  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
911  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
912  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
913  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
914  */
915 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
916
917 static void init_reap_node(int cpu)
918 {
919         int node;
920
921         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
922         if (node == MAX_NUMNODES)
923                 node = first_node(node_online_map);
924
925         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
926 }
927
928 static void next_reap_node(void)
929 {
930         int node = __get_cpu_var(reap_node);
931
932         node = next_node(node, node_online_map);
933         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
934                 node = first_node(node_online_map);
935         __get_cpu_var(reap_node) = node;
936 }
937
938 #else
939 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
940 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
941 #endif
942
943 /*
944  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
945  * via the workqueue/eventd.
946  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
947  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
948  * lock.
949  */
950 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
951 {
952         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
953
954         /*
955          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
956          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
957          * at that time.
958          */
959         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
960                 init_reap_node(cpu);
961                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
962                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
963                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
964         }
965 }
966
967 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
968                                             int batchcount, gfp_t gfp)
969 {
970         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
971         struct array_cache *nc = NULL;
972
973         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
974         /*
975          * The array_cache structures contain pointers to free object.
976          * However, when such objects are allocated or transfered to another
977          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
978          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
979          * not scan such objects.
980          */
981         kmemleak_no_scan(nc);
982         if (nc) {
983                 nc->avail = 0;
984                 nc->limit = entries;
985                 nc->batchcount = batchcount;
986                 nc->touched = 0;
987                 spin_lock_init(&nc->lock);
988         }
989         return nc;
990 }
991
992 /*
993  * Transfer objects in one arraycache to another.
994  * Locking must be handled by the caller.
995  *
996  * Return the number of entries transferred.
997  */
998 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
999                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1000 {
1001         /* Figure out how many entries to transfer */
1002         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
1003
1004         if (!nr)
1005                 return 0;
1006
1007         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1008                         sizeof(void *) *nr);
1009
1010         from->avail -= nr;
1011         to->avail += nr;
1012         to->touched = 1;
1013         return nr;
1014 }
1015
1016 #ifndef CONFIG_NUMA
1017
1018 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1019 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1020
1021 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1022 {
1023         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1024 }
1025
1026 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1027 {
1028 }
1029
1030 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1031 {
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1036                 gfp_t flags)
1037 {
1038         return NULL;
1039 }
1040
1041 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1042                  gfp_t flags, int nodeid)
1043 {
1044         return NULL;
1045 }
1046
1047 #else   /* CONFIG_NUMA */
1048
1049 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1050 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1051
1052 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1053 {
1054         struct array_cache **ac_ptr;
1055         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1056         int i;
1057
1058         if (limit > 1)
1059                 limit = 12;
1060         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
1061         if (ac_ptr) {
1062                 for_each_node(i) {
1063                         if (i == node || !node_online(i)) {
1064                                 ac_ptr[i] = NULL;
1065                                 continue;
1066                         }
1067                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1068                         if (!ac_ptr[i]) {
1069                                 for (i--; i >= 0; i--)
1070                                         kfree(ac_ptr[i]);
1071                                 kfree(ac_ptr);
1072                                 return NULL;
1073                         }
1074                 }
1075         }
1076         return ac_ptr;
1077 }
1078
1079 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1080 {
1081         int i;
1082
1083         if (!ac_ptr)
1084                 return;
1085         for_each_node(i)
1086             kfree(ac_ptr[i]);
1087         kfree(ac_ptr);
1088 }
1089
1090 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1091                                 struct array_cache *ac, int node)
1092 {
1093         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1094
1095         if (ac->avail) {
1096                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1097                 /*
1098                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1099                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1100                  * into the free lists and getting them back later.
1101                  */
1102                 if (rl3->shared)
1103                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1104
1105                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1106                 ac->avail = 0;
1107                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1108         }
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1113  */
1114 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1115 {
1116         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1117
1118         if (l3->alien) {
1119                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1120
1121                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1122                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1123                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1124                 }
1125         }
1126 }
1127
1128 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1129                                 struct array_cache **alien)
1130 {
1131         int i = 0;
1132         struct array_cache *ac;
1133         unsigned long flags;
1134
1135         for_each_online_node(i) {
1136                 ac = alien[i];
1137                 if (ac) {
1138                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1139                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1140                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1141                 }
1142         }
1143 }
1144
1145 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1146 {
1147         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1148         int nodeid = slabp->nodeid;
1149         struct kmem_list3 *l3;
1150         struct array_cache *alien = NULL;
1151         int node;
1152
1153         node = numa_node_id();
1154
1155         /*
1156          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1157          * cache on this cpu.
1158          */
1159         if (likely(slabp->nodeid == node))
1160                 return 0;
1161
1162         l3 = cachep->nodelists[node];
1163         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1164         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1165                 alien = l3->alien[nodeid];
1166                 spin_lock(&alien->lock);
1167                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1168                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1169                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1170                 }
1171                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1172                 spin_unlock(&alien->lock);
1173         } else {
1174                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1175                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1176                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1177         }
1178         return 1;
1179 }
1180 #endif
1181
1182 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1183 {
1184         struct kmem_cache *cachep;
1185         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1186         int node = cpu_to_node(cpu);
1187         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1188
1189         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1190                 struct array_cache *nc;
1191                 struct array_cache *shared;
1192                 struct array_cache **alien;
1193
1194                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1195                 nc = cachep->array[cpu];
1196                 cachep->array[cpu] = NULL;
1197                 l3 = cachep->nodelists[node];
1198
1199                 if (!l3)
1200                         goto free_array_cache;
1201
1202                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1203
1204                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1205                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1206                 if (nc)
1207                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1208
1209                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1210                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1211                         goto free_array_cache;
1212                 }
1213
1214                 shared = l3->shared;
1215                 if (shared) {
1216                         free_block(cachep, shared->entry,
1217                                    shared->avail, node);
1218                         l3->shared = NULL;
1219                 }
1220
1221                 alien = l3->alien;
1222                 l3->alien = NULL;
1223
1224                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1225
1226                 kfree(shared);
1227                 if (alien) {
1228                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1229                         free_alien_cache(alien);
1230                 }
1231 free_array_cache:
1232                 kfree(nc);
1233         }
1234         /*
1235          * In the previous loop, all the objects were freed to
1236          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1237          * shrink each nodelist to its limit.
1238          */
1239         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1240                 l3 = cachep->nodelists[node];
1241                 if (!l3)
1242                         continue;
1243                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1244         }
1245 }
1246
1247 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1248 {
1249         struct kmem_cache *cachep;
1250         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1251         int node = cpu_to_node(cpu);
1252         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1253
1254         /*
1255          * We need to do this right in the beginning since
1256          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1257          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1258          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1259          */
1260
1261         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1262                 /*
1263                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1264                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1265                  * node has not already allocated this
1266                  */
1267                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1268                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1269                         if (!l3)
1270                                 goto bad;
1271                         kmem_list3_init(l3);
1272                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1273                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1274
1275                         /*
1276                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1277                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1278                          * protection here.
1279                          */
1280                         cachep->nodelists[node] = l3;
1281                 }
1282
1283                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1284                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1285                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1286                         cachep->batchcount + cachep->num;
1287                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1288         }
1289
1290         /*
1291          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1292          * array caches
1293          */
1294         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1295                 struct array_cache *nc;
1296                 struct array_cache *shared = NULL;
1297                 struct array_cache **alien = NULL;
1298
1299                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1300                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1301                 if (!nc)
1302                         goto bad;
1303                 if (cachep->shared) {
1304                         shared = alloc_arraycache(node,
1305                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1306                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1307                         if (!shared) {
1308                                 kfree(nc);
1309                                 goto bad;
1310                         }
1311                 }
1312                 if (use_alien_caches) {
1313                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1314                         if (!alien) {
1315                                 kfree(shared);
1316                                 kfree(nc);
1317                                 goto bad;
1318                         }
1319                 }
1320                 cachep->array[cpu] = nc;
1321                 l3 = cachep->nodelists[node];
1322                 BUG_ON(!l3);
1323
1324                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1325                 if (!l3->shared) {
1326                         /*
1327                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1328                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1329                          */
1330                         l3->shared = shared;
1331                         shared = NULL;
1332                 }
1333 #ifdef CONFIG_NUMA
1334                 if (!l3->alien) {
1335                         l3->alien = alien;
1336                         alien = NULL;
1337                 }
1338 #endif
1339                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1340                 kfree(shared);
1341                 free_alien_cache(alien);
1342         }
1343         return 0;
1344 bad:
1345         cpuup_canceled(cpu);
1346         return -ENOMEM;
1347 }
1348
1349 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1350                                     unsigned long action, void *hcpu)
1351 {
1352         long cpu = (long)hcpu;
1353         int err = 0;
1354
1355         switch (action) {
1356         case CPU_UP_PREPARE:
1357         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1358                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1359                 err = cpuup_prepare(cpu);
1360                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1361                 break;
1362         case CPU_ONLINE:
1363         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1364                 start_cpu_timer(cpu);
1365                 break;
1366 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1367         case CPU_DOWN_PREPARE:
1368         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1369                 /*
1370                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1371                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1372                  * anything expensive but will only modify reap_work
1373                  * and reschedule the timer.
1374                 */
1375                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1376                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1377                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1378                 break;
1379         case CPU_DOWN_FAILED:
1380         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1381                 start_cpu_timer(cpu);
1382                 break;
1383         case CPU_DEAD:
1384         case CPU_DEAD_FROZEN:
1385                 /*
1386                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1387                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1388                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1389                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1390                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1391                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1392                  */
1393                 /* fall through */
1394 #endif
1395         case CPU_UP_CANCELED:
1396         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1397                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1398                 cpuup_canceled(cpu);
1399                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1400                 break;
1401         }
1402         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1403 }
1404
1405 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1406         &cpuup_callback, NULL, 0
1407 };
1408
1409 /*
1410  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1411  */
1412 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1413                         int nodeid)
1414 {
1415         struct kmem_list3 *ptr;
1416
1417         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1418         BUG_ON(!ptr);
1419
1420         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1421         /*
1422          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1423          */
1424         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1425
1426         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1427         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1432  * size of kmem_list3.
1433  */
1434 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1435 {
1436         int node;
1437
1438         for_each_online_node(node) {
1439                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1440                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1441                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1442                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1443         }
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1448  * before smp_init().
1449  */
1450 void __init kmem_cache_init(void)
1451 {
1452         size_t left_over;
1453         struct cache_sizes *sizes;
1454         struct cache_names *names;
1455         int i;
1456         int order;
1457         int node;
1458
1459         if (num_possible_nodes() == 1)
1460                 use_alien_caches = 0;
1461
1462         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1463                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1464                 if (i < MAX_NUMNODES)
1465                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1466         }
1467         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1468
1469         /*
1470          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1471          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1472          */
1473         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1474                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1475
1476         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1477          * from caches that do not exist yet:
1478          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1479          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1480          *    cache_cache is statically allocated.
1481          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1482          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1483          *    array at the end of the bootstrap.
1484          * 2) Create the first kmalloc cache.
1485          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1486          *    An __init data area is used for the head array.
1487          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1488          *    head arrays.
1489          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1490          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1491          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1492          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1493          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1494          */
1495
1496         node = numa_node_id();
1497
1498         /* 1) create the cache_cache */
1499         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1500         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1501         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1502         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1503         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1504
1505         /*
1506          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1507          * can be less than MAX_NUMNODES.
1508          */
1509         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1510                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1511 #if DEBUG
1512         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1513 #endif
1514         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1515                                         cache_line_size());
1516         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1517                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1518
1519         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1520                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1521                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1522                 if (cache_cache.num)
1523                         break;
1524         }
1525         BUG_ON(!cache_cache.num);
1526         cache_cache.gfporder = order;
1527         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1528         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1529                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1530
1531         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1532         sizes = malloc_sizes;
1533         names = cache_names;
1534
1535         /*
1536          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1537          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1538          * bug.
1539          */
1540
1541         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1542                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1543                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1544                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1545                                         NULL);
1546
1547         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1548                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1549                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1550                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1551                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1552                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1553                                 NULL);
1554         }
1555
1556         slab_early_init = 0;
1557
1558         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1559                 /*
1560                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1561                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1562                  * eliminates "false sharing".
1563                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1564                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1565                  */
1566                 if (!sizes->cs_cachep) {
1567                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1568                                         sizes->cs_size,
1569                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1570                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1571                                         NULL);
1572                 }
1573 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1574                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1575                                         names->name_dma,
1576                                         sizes->cs_size,
1577                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1578                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1579                                                 SLAB_PANIC,
1580                                         NULL);
1581 #endif
1582                 sizes++;
1583                 names++;
1584         }
1585         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1586         {
1587                 struct array_cache *ptr;
1588
1589                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1590
1591                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1592                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1593                        sizeof(struct arraycache_init));
1594                 /*
1595                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1596                  */
1597                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1598
1599                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1600
1601                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1602
1603                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1604                        != &initarray_generic.cache);
1605                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1606                        sizeof(struct arraycache_init));
1607                 /*
1608                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1609                  */
1610                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1611
1612                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1613                     ptr;
1614         }
1615         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1616         {
1617                 int nid;
1618
1619                 for_each_online_node(nid) {
1620                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1621
1622                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1623                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1624
1625                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1626                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1627                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1628                         }
1629                 }
1630         }
1631
1632         g_cpucache_up = EARLY;
1633
1634         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1635         init_lock_keys();
1636 }
1637
1638 void __init kmem_cache_init_late(void)
1639 {
1640         struct kmem_cache *cachep;
1641
1642         /*
1643          * Interrupts are enabled now so all GFP allocations are safe.
1644          */
1645         slab_gfp_mask = __GFP_BITS_MASK;
1646
1647         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1648         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1649         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1650                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1651                         BUG();
1652         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1653
1654         /* Done! */
1655         g_cpucache_up = FULL;
1656
1657         /*
1658          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1659          * cpu_cache_get for all new cpus
1660          */
1661         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1662
1663         /*
1664          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1665          * of the kernel is not yet operational.
1666          */
1667 }
1668
1669 static int __init cpucache_init(void)
1670 {
1671         int cpu;
1672
1673         /*
1674          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1675          */
1676         for_each_online_cpu(cpu)
1677                 start_cpu_timer(cpu);
1678         return 0;
1679 }
1680 __initcall(cpucache_init);
1681
1682 /*
1683  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1684  *
1685  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1686  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1687  * would be relatively rare and ignorable.
1688  */
1689 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1690 {
1691         struct page *page;
1692         int nr_pages;
1693         int i;
1694
1695 #ifndef CONFIG_MMU
1696         /*
1697          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1698          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1699          */
1700         flags |= __GFP_COMP;
1701 #endif
1702
1703         flags |= cachep->gfpflags;
1704         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1705                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1706
1707         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1708         if (!page)
1709                 return NULL;
1710
1711         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1712         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1713                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1714                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1715         else
1716                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1717                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1718         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1719                 __SetPageSlab(page + i);
1720         return page_address(page);
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Interface to system's page release.
1725  */
1726 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1727 {
1728         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1729         struct page *page = virt_to_page(addr);
1730         const unsigned long nr_freed = i;
1731
1732         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1733                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1734                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1735         else
1736                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1737                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1738         while (i--) {
1739                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1740                 __ClearPageSlab(page);
1741                 page++;
1742         }
1743         if (current->reclaim_state)
1744                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1745         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1746 }
1747
1748 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1749 {
1750         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1751         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1752
1753         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1754         if (OFF_SLAB(cachep))
1755                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1756 }
1757
1758 #if DEBUG
1759
1760 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1761 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1762                             unsigned long caller)
1763 {
1764         int size = obj_size(cachep);
1765
1766         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1767
1768         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1769                 return;
1770
1771         *addr++ = 0x12345678;
1772         *addr++ = caller;
1773         *addr++ = smp_processor_id();
1774         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1775         {
1776                 unsigned long *sptr = &caller;
1777                 unsigned long svalue;
1778
1779                 while (!kstack_end(sptr)) {
1780                         svalue = *sptr++;
1781                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1782                                 *addr++ = svalue;
1783                                 size -= sizeof(unsigned long);
1784                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1785                                         break;
1786                         }
1787                 }
1788
1789         }
1790         *addr++ = 0x87654321;
1791 }
1792 #endif
1793
1794 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1795 {
1796         int size = obj_size(cachep);
1797         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1798
1799         memset(addr, val, size);
1800         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1801 }
1802
1803 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1804 {
1805         int i;
1806         unsigned char error = 0;
1807         int bad_count = 0;
1808
1809         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1810         for (i = 0; i < limit; i++) {
1811                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1812                         error = data[offset + i];
1813                         bad_count++;
1814                 }
1815                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1816         }
1817         printk("\n");
1818
1819         if (bad_count == 1) {
1820                 error ^= POISON_FREE;
1821                 if (!(error & (error - 1))) {
1822                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1823                                         "bad RAM.\n");
1824 #ifdef CONFIG_X86
1825                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1826                                         "test tool.\n");
1827 #else
1828                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1829 #endif
1830                 }
1831         }
1832 }
1833 #endif
1834
1835 #if DEBUG
1836
1837 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1838 {
1839         int i, size;
1840         char *realobj;
1841
1842         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1843                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1844                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1845                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1846         }
1847
1848         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1849                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1850                         *dbg_userword(cachep, objp));
1851                 print_symbol("(%s)",
1852                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1853                 printk("\n");
1854         }
1855         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1856         size = obj_size(cachep);
1857         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1858                 int limit;
1859                 limit = 16;
1860                 if (i + limit > size)
1861                         limit = size - i;
1862                 dump_line(realobj, i, limit);
1863         }
1864 }
1865
1866 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1867 {
1868         char *realobj;
1869         int size, i;
1870         int lines = 0;
1871
1872         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1873         size = obj_size(cachep);
1874
1875         for (i = 0; i < size; i++) {
1876                 char exp = POISON_FREE;
1877                 if (i == size - 1)
1878                         exp = POISON_END;
1879                 if (realobj[i] != exp) {
1880                         int limit;
1881                         /* Mismatch ! */
1882                         /* Print header */
1883                         if (lines == 0) {
1884                                 printk(KERN_ERR
1885                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1886                                         cachep->name, realobj, size);
1887                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1888                         }
1889                         /* Hexdump the affected line */
1890                         i = (i / 16) * 16;
1891                         limit = 16;
1892                         if (i + limit > size)
1893                                 limit = size - i;
1894                         dump_line(realobj, i, limit);
1895                         i += 16;
1896                         lines++;
1897                         /* Limit to 5 lines */
1898                         if (lines > 5)
1899                                 break;
1900                 }
1901         }
1902         if (lines != 0) {
1903                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1904                  * exist:
1905                  */
1906                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1907                 unsigned int objnr;
1908
1909                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1910                 if (objnr) {
1911                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1912                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1913                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1914                                realobj, size);
1915                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1916                 }
1917                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1918                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1919                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1920                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1921                                realobj, size);
1922                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1923                 }
1924         }
1925 }
1926 #endif
1927
1928 #if DEBUG
1929 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1930 {
1931         int i;
1932         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1933                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1934
1935                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1936 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1937                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1938                                         OFF_SLAB(cachep))
1939                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1940                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1941                         else
1942                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1943 #else
1944                         check_poison_obj(cachep, objp);
1945 #endif
1946                 }
1947                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1948                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1949                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1950                                            "was overwritten");
1951                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1952                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1953                                            "was overwritten");
1954                 }
1955         }
1956 }
1957 #else
1958 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1959 {
1960 }
1961 #endif
1962
1963 /**
1964  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1965  * @cachep: cache pointer being destroyed
1966  * @slabp: slab pointer being destroyed
1967  *
1968  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1969  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1970  * cache-lock is not held/needed.
1971  */
1972 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1973 {
1974         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1975
1976         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1977         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1978                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1979
1980                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1981                 slab_rcu->cachep = cachep;
1982                 slab_rcu->addr = addr;
1983                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1984         } else {
1985                 kmem_freepages(cachep, addr);
1986                 if (OFF_SLAB(cachep))
1987                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1988         }
1989 }
1990
1991 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1992 {
1993         int i;
1994         struct kmem_list3 *l3;
1995
1996         for_each_online_cpu(i)
1997             kfree(cachep->array[i]);
1998
1999         /* NUMA: free the list3 structures */
2000         for_each_online_node(i) {
2001                 l3 = cachep->nodelists[i];
2002                 if (l3) {
2003                         kfree(l3->shared);
2004                         free_alien_cache(l3->alien);
2005                         kfree(l3);
2006                 }
2007         }
2008         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2009 }
2010
2011
2012 /**
2013  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2014  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2015  * @size: size of objects to be created in this cache.
2016  * @align: required alignment for the objects.
2017  * @flags: slab allocation flags
2018  *
2019  * Also calculates the number of objects per slab.
2020  *
2021  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2022  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2023  * towards high-order requests, this should be changed.
2024  */
2025 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2026                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2027 {
2028         unsigned long offslab_limit;
2029         size_t left_over = 0;
2030         int gfporder;
2031
2032         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2033                 unsigned int num;
2034                 size_t remainder;
2035
2036                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2037                 if (!num)
2038                         continue;
2039
2040                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2041                         /*
2042                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2043                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2044                          * looping condition in cache_grow().
2045                          */
2046                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2047                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2048
2049                         if (num > offslab_limit)
2050                                 break;
2051                 }
2052
2053                 /* Found something acceptable - save it away */
2054                 cachep->num = num;
2055                 cachep->gfporder = gfporder;
2056                 left_over = remainder;
2057
2058                 /*
2059                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2060                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2061                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2062                  */
2063                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2064                         break;
2065
2066                 /*
2067                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2068                  * currently bad for the gfp()s.
2069                  */
2070                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2071                         break;
2072
2073                 /*
2074                  * Acceptable internal fragmentation?
2075                  */
2076                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2077                         break;
2078         }
2079         return left_over;
2080 }
2081
2082 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2083 {
2084         if (g_cpucache_up == FULL)
2085                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2086
2087         if (g_cpucache_up == NONE) {
2088                 /*
2089                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2090                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2091                  * further caches will BUG().
2092                  */
2093                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2094
2095                 /*
2096                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2097                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2098                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2099                  */
2100                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2101                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2102                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2103                 else
2104                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2105         } else {
2106                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2107                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2108
2109                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2110                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2111                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2112                 } else {
2113                         int node;
2114                         for_each_online_node(node) {
2115                                 cachep->nodelists[node] =
2116                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2117                                                 gfp, node);
2118                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2119                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2120                         }
2121                 }
2122         }
2123         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2124                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2125                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2126
2127         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2128         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2129         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2130         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2131         cachep->batchcount = 1;
2132         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2133         return 0;
2134 }
2135
2136 /**
2137  * kmem_cache_create - Create a cache.
2138  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2139  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2140  * @align: The required alignment for the objects.
2141  * @flags: SLAB flags
2142  * @ctor: A constructor for the objects.
2143  *
2144  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2145  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2146  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2147  *
2148  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2149  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2150  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2151  * therefore applications must manage it themselves.
2152  *
2153  * The flags are
2154  *
2155  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2156  * to catch references to uninitialised memory.
2157  *
2158  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2159  * for buffer overruns.
2160  *
2161  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2162  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2163  * as davem.
2164  */
2165 struct kmem_cache *
2166 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2167         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2168 {
2169         size_t left_over, slab_size, ralign;
2170         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2171         gfp_t gfp;
2172
2173         /*
2174          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2175          */
2176         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2177             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2178                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2179                                 name);
2180                 BUG();
2181         }
2182
2183         /*
2184          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2185          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2186          */
2187         if (slab_is_available()) {
2188                 get_online_cpus();
2189                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2190         }
2191
2192         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2193                 char tmp;
2194                 int res;
2195
2196                 /*
2197                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2198                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2199                  * area of the module.  Print a warning.
2200                  */
2201                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2202                 if (res) {
2203                         printk(KERN_ERR
2204                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2205                                pc->buffer_size);
2206                         continue;
2207                 }
2208
2209                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2210                         printk(KERN_ERR
2211                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2212                         dump_stack();
2213                         goto oops;
2214                 }
2215         }
2216
2217 #if DEBUG
2218         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2219 #if FORCED_DEBUG
2220         /*
2221          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2222          * large objects, if the increased size would increase the object size
2223          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2224          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2225          */
2226         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2227                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2228                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2229         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2230                 flags |= SLAB_POISON;
2231 #endif
2232         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2233                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2234 #endif
2235         /*
2236          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2237          * isn't available.
2238          */
2239         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2240
2241         /*
2242          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2243          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2244          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2245          */
2246         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2247                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2248                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2249         }
2250
2251         /* calculate the final buffer alignment: */
2252
2253         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2254         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2255                 /*
2256                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2257                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2258                  * one cacheline.
2259                  */
2260                 ralign = cache_line_size();
2261                 while (size <= ralign / 2)
2262                         ralign /= 2;
2263         } else {
2264                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2265         }
2266
2267         /*
2268          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2269          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2270          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2271          */
2272         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2273                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2274
2275         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2276                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2277                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2278                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2279                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2280                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2281         }
2282
2283         /* 2) arch mandated alignment */
2284         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2285                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2286         }
2287         /* 3) caller mandated alignment */
2288         if (ralign < align) {
2289                 ralign = align;
2290         }
2291         /* disable debug if necessary */
2292         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2293                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2294         /*
2295          * 4) Store it.
2296          */
2297         align = ralign;
2298
2299         if (slab_is_available())
2300                 gfp = GFP_KERNEL;
2301         else
2302                 gfp = GFP_NOWAIT;
2303
2304         /* Get cache's description obj. */
2305         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2306         if (!cachep)
2307                 goto oops;
2308
2309 #if DEBUG
2310         cachep->obj_size = size;
2311
2312         /*
2313          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2314          * into align above.
2315          */
2316         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2317                 /* add space for red zone words */
2318                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2319                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2320         }
2321         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2322                 /* user store requires one word storage behind the end of
2323                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2324                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2325                  */
2326                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2327                         size += REDZONE_ALIGN;
2328                 else
2329                         size += BYTES_PER_WORD;
2330         }
2331 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2332         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2333             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2334                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2335                 size = PAGE_SIZE;
2336         }
2337 #endif
2338 #endif
2339
2340         /*
2341          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2342          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2343          * it too early on.)
2344          */
2345         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2346                 /*
2347                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2348                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2349                  */
2350                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2351
2352         size = ALIGN(size, align);
2353
2354         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2355
2356         if (!cachep->num) {
2357                 printk(KERN_ERR
2358                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2359                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2360                 cachep = NULL;
2361                 goto oops;
2362         }
2363         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2364                           + sizeof(struct slab), align);
2365
2366         /*
2367          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2368          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2369          */
2370         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2371                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2372                 left_over -= slab_size;
2373         }
2374
2375         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2376                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2377                 slab_size =
2378                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2379         }
2380
2381         cachep->colour_off = cache_line_size();
2382         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2383         if (cachep->colour_off < align)
2384                 cachep->colour_off = align;
2385         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2386         cachep->slab_size = slab_size;
2387         cachep->flags = flags;
2388         cachep->gfpflags = 0;
2389         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2390                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2391         cachep->buffer_size = size;
2392         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2393
2394         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2395                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2396                 /*
2397                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2398                  * But since we go off slab only for object size greater than
2399                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2400                  * this should not happen at all.
2401                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2402                  */
2403                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2404         }
2405         cachep->ctor = ctor;
2406         cachep->name = name;
2407
2408         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2409                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2410                 cachep = NULL;
2411                 goto oops;
2412         }
2413
2414         /* cache setup completed, link it into the list */
2415         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2416 oops:
2417         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2418                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2419                       name);
2420         if (slab_is_available()) {
2421                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2422                 put_online_cpus();
2423         }
2424         return cachep;
2425 }
2426 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2427
2428 #if DEBUG
2429 static void check_irq_off(void)
2430 {
2431         BUG_ON(!irqs_disabled());
2432 }
2433
2434 static void check_irq_on(void)
2435 {
2436         BUG_ON(irqs_disabled());
2437 }
2438
2439 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2440 {
2441 #ifdef CONFIG_SMP
2442         check_irq_off();
2443         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2444 #endif
2445 }
2446
2447 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2448 {
2449 #ifdef CONFIG_SMP
2450         check_irq_off();
2451         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2452 #endif
2453 }
2454
2455 #else
2456 #define check_irq_off() do { } while(0)
2457 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2458 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2459 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2460 #endif
2461
2462 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2463                         struct array_cache *ac,
2464                         int force, int node);
2465
2466 static void do_drain(void *arg)
2467 {
2468         struct kmem_cache *cachep = arg;
2469         struct array_cache *ac;
2470         int node = numa_node_id();
2471
2472         check_irq_off();
2473         ac = cpu_cache_get(cachep);
2474         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2475         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2476         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2477         ac->avail = 0;
2478 }
2479
2480 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2481 {
2482         struct kmem_list3 *l3;
2483         int node;
2484
2485         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2486         check_irq_on();
2487         for_each_online_node(node) {
2488                 l3 = cachep->nodelists[node];
2489                 if (l3 && l3->alien)
2490                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2491         }
2492
2493         for_each_online_node(node) {
2494                 l3 = cachep->nodelists[node];
2495                 if (l3)
2496                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2497         }
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Remove slabs from the list of free slabs.
2502  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2503  *
2504  * Returns the actual number of slabs released.
2505  */
2506 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2507                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2508 {
2509         struct list_head *p;
2510         int nr_freed;
2511         struct slab *slabp;
2512
2513         nr_freed = 0;
2514         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2515
2516                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2517                 p = l3->slabs_free.prev;
2518                 if (p == &l3->slabs_free) {
2519                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2520                         goto out;
2521                 }
2522
2523                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2524 #if DEBUG
2525                 BUG_ON(slabp->inuse);
2526 #endif
2527                 list_del(&slabp->list);
2528                 /*
2529                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2530                  * to the cache.
2531                  */
2532                 l3->free_objects -= cache->num;
2533                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2534                 slab_destroy(cache, slabp);
2535                 nr_freed++;
2536         }
2537 out:
2538         return nr_freed;
2539 }
2540
2541 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2542 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2543 {
2544         int ret = 0, i = 0;
2545         struct kmem_list3 *l3;
2546
2547         drain_cpu_caches(cachep);
2548
2549         check_irq_on();
2550         for_each_online_node(i) {
2551                 l3 = cachep->nodelists[i];
2552                 if (!l3)
2553                         continue;
2554
2555                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2556
2557                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2558                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2559         }
2560         return (ret ? 1 : 0);
2561 }
2562
2563 /**
2564  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2565  * @cachep: The cache to shrink.
2566  *
2567  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2568  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2569  */
2570 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2571 {
2572         int ret;
2573         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2574
2575         get_online_cpus();
2576         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2577         ret = __cache_shrink(cachep);
2578         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2579         put_online_cpus();
2580         return ret;
2581 }
2582 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2583
2584 /**
2585  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2586  * @cachep: the cache to destroy
2587  *
2588  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2589  *
2590  * It is expected this function will be called by a module when it is
2591  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2592  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2593  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2594  *
2595  * The cache must be empty before calling this function.
2596  *
2597  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2598  * during the kmem_cache_destroy().
2599  */
2600 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2601 {
2602         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2603
2604         /* Find the cache in the chain of caches. */
2605         get_online_cpus();
2606         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2607         /*
2608          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2609          */
2610         list_del(&cachep->next);
2611         if (__cache_shrink(cachep)) {
2612                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2613                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2614                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2615                 put_online_cpus();
2616                 return;
2617         }
2618
2619         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2620                 synchronize_rcu();
2621
2622         __kmem_cache_destroy(cachep);
2623         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2624         put_online_cpus();
2625 }
2626 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2627
2628 /*
2629  * Get the memory for a slab management obj.
2630  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2631  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2632  * come from the same cache which is getting created because,
2633  * when we are searching for an appropriate cache for these
2634  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2635  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2636  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2637  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2638  */
2639 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2640                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2641                                    int nodeid)
2642 {
2643         struct slab *slabp;
2644
2645         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2646                 /* Slab management obj is off-slab. */
2647                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2648                                               local_flags, nodeid);
2649                 /*
2650                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2651                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2652                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2653                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2654                  */
2655                 kmemleak_scan_area(slabp, offsetof(struct slab, list),
2656                                    sizeof(struct list_head), local_flags);
2657                 if (!slabp)
2658                         return NULL;
2659         } else {
2660                 slabp = objp + colour_off;
2661                 colour_off += cachep->slab_size;
2662         }
2663         slabp->inuse = 0;
2664         slabp->colouroff = colour_off;
2665         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2666         slabp->nodeid = nodeid;
2667         slabp->free = 0;
2668         return slabp;
2669 }
2670
2671 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2672 {
2673         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2674 }
2675
2676 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2677                             struct slab *slabp)
2678 {
2679         int i;
2680
2681         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2682                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2683 #if DEBUG
2684                 /* need to poison the objs? */
2685                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2686                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2687                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2688                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2689
2690                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2691                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2692                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2693                 }
2694                 /*
2695                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2696                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2697                  * They must also be threaded.
2698                  */
2699                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2700                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2701
2702                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2703                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2704                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2705                                            " end of an object");
2706                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2707                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2708                                            " start of an object");
2709                 }
2710                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2711                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2712                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2713                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2714 #else
2715                 if (cachep->ctor)
2716                         cachep->ctor(objp);
2717 #endif
2718                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2719         }
2720         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2721 }
2722
2723 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2724 {
2725         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2726                 if (flags & GFP_DMA)
2727                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2728                 else
2729                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2730         }
2731 }
2732
2733 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2734                                 int nodeid)
2735 {
2736         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2737         kmem_bufctl_t next;
2738
2739         slabp->inuse++;
2740         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2741 #if DEBUG
2742         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2743         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2744 #endif
2745         slabp->free = next;
2746
2747         return objp;
2748 }
2749
2750 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2751                                 void *objp, int nodeid)
2752 {
2753         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2754
2755 #if DEBUG
2756         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2757         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2758
2759         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2760                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2761                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2762                 BUG();
2763         }
2764 #endif
2765         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2766         slabp->free = objnr;
2767         slabp->inuse--;
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2772  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2773  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2774  */
2775 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2776                            void *addr)
2777 {
2778         int nr_pages;
2779         struct page *page;
2780
2781         page = virt_to_page(addr);
2782
2783         nr_pages = 1;
2784         if (likely(!PageCompound(page)))
2785                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2786
2787         do {
2788                 page_set_cache(page, cache);
2789                 page_set_slab(page, slab);
2790                 page++;
2791         } while (--nr_pages);
2792 }
2793
2794 /*
2795  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2796  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2797  */
2798 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2799                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2800 {
2801         struct slab *slabp;
2802         size_t offset;
2803         gfp_t local_flags;
2804         struct kmem_list3 *l3;
2805
2806         /*
2807          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2808          * critical path in kmem_cache_alloc().
2809          */
2810         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2811         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2812
2813         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2814         check_irq_off();
2815         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2816         spin_lock(&l3->list_lock);
2817
2818         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2819         offset = l3->colour_next;
2820         l3->colour_next++;
2821         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2822                 l3->colour_next = 0;
2823         spin_unlock(&l3->list_lock);
2824
2825         offset *= cachep->colour_off;
2826
2827         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2828                 local_irq_enable();
2829
2830         /*
2831          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2832          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2833          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2834          * will eventually be caught here (where it matters).
2835          */
2836         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2837
2838         /*
2839          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2840          * 'nodeid'.
2841          */
2842         if (!objp)
2843                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2844         if (!objp)
2845                 goto failed;
2846
2847         /* Get slab management. */
2848         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2849                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2850         if (!slabp)
2851                 goto opps1;
2852
2853         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2854
2855         cache_init_objs(cachep, slabp);
2856
2857         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2858                 local_irq_disable();
2859         check_irq_off();
2860         spin_lock(&l3->list_lock);
2861
2862         /* Make slab active. */
2863         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2864         STATS_INC_GROWN(cachep);
2865         l3->free_objects += cachep->num;
2866         spin_unlock(&l3->list_lock);
2867         return 1;
2868 opps1:
2869         kmem_freepages(cachep, objp);
2870 failed:
2871         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2872                 local_irq_disable();
2873         return 0;
2874 }
2875
2876 #if DEBUG
2877
2878 /*
2879  * Perform extra freeing checks:
2880  * - detect bad pointers.
2881  * - POISON/RED_ZONE checking
2882  */
2883 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2884 {
2885         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2886                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2887                        (unsigned long)objp);
2888                 BUG();
2889         }
2890 }
2891
2892 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2893 {
2894         unsigned long long redzone1, redzone2;
2895
2896         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2897         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2898
2899         /*
2900          * Redzone is ok.
2901          */
2902         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2903                 return;
2904
2905         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2906                 slab_error(cache, "double free detected");
2907         else
2908                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2909
2910         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2911                         obj, redzone1, redzone2);
2912 }
2913
2914 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2915                                    void *caller)
2916 {
2917         struct page *page;
2918         unsigned int objnr;
2919         struct slab *slabp;
2920
2921         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2922
2923         objp -= obj_offset(cachep);
2924         kfree_debugcheck(objp);
2925         page = virt_to_head_page(objp);
2926
2927         slabp = page_get_slab(page);
2928
2929         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2930                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2931                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2932                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2933         }
2934         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2935                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2936
2937         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2938
2939         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2940         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2941
2942 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2943         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2944 #endif
2945         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2946 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2947                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2948                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2949                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2950                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2951                 } else {
2952                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2953                 }
2954 #else
2955                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2956 #endif
2957         }
2958         return objp;
2959 }
2960
2961 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2962 {
2963         kmem_bufctl_t i;
2964         int entries = 0;
2965
2966         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2967         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2968                 entries++;
2969                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2970                         goto bad;
2971         }
2972         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2973 bad:
2974                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2975                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2976                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2977                 for (i = 0;
2978                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2979                      i++) {
2980                         if (i % 16 == 0)
2981                                 printk("\n%03x:", i);
2982                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2983                 }
2984                 printk("\n");
2985                 BUG();
2986         }
2987 }
2988 #else
2989 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2990 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2991 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2992 #endif
2993
2994 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2995 {
2996         int batchcount;
2997         struct kmem_list3 *l3;
2998         struct array_cache *ac;
2999         int node;
3000
3001 retry:
3002         check_irq_off();
3003         node = numa_node_id();
3004         ac = cpu_cache_get(cachep);
3005         batchcount = ac->batchcount;
3006         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3007                 /*
3008                  * If there was little recent activity on this cache, then
3009                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3010                  * refill bouncing.
3011                  */
3012                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3013         }
3014         l3 = cachep->nodelists[node];
3015
3016         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3017         spin_lock(&l3->list_lock);
3018
3019         /* See if we can refill from the shared array */
3020         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
3021                 goto alloc_done;
3022
3023         while (batchcount > 0) {
3024                 struct list_head *entry;
3025                 struct slab *slabp;
3026                 /* Get slab alloc is to come from. */
3027                 entry = l3->slabs_partial.next;
3028                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3029                         l3->free_touched = 1;
3030                         entry = l3->slabs_free.next;
3031                         if (entry == &l3->slabs_free)
3032                                 goto must_grow;
3033                 }
3034
3035                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3036                 check_slabp(cachep, slabp);
3037                 check_spinlock_acquired(cachep);
3038
3039                 /*
3040                  * The slab was either on partial or free list so
3041                  * there must be at least one object available for
3042                  * allocation.
3043                  */
3044                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3045
3046                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3047                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3048                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3049                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3050
3051                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3052                                                             node);
3053                 }
3054                 check_slabp(cachep, slabp);
3055
3056                 /* move slabp to correct slabp list: */
3057                 list_del(&slabp->list);
3058                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3059                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3060                 else
3061                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3062         }
3063
3064 must_grow:
3065         l3->free_objects -= ac->avail;
3066 alloc_done:
3067         spin_unlock(&l3->list_lock);
3068
3069         if (unlikely(!ac->avail)) {
3070                 int x;
3071                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3072
3073                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3074                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3075                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3076                         return NULL;
3077
3078                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3079                         goto retry;
3080         }
3081         ac->touched = 1;
3082         return ac->entry[--ac->avail];
3083 }
3084
3085 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3086                                                 gfp_t flags)
3087 {
3088         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3089 #if DEBUG
3090         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3091 #endif
3092 }
3093
3094 #if DEBUG
3095 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3096                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3097 {
3098         if (!objp)
3099                 return objp;
3100         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3101 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3102                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3103                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3104                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3105                 else
3106                         check_poison_obj(cachep, objp);
3107 #else
3108                 check_poison_obj(cachep, objp);
3109 #endif
3110                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3111         }
3112         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3113                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3114
3115         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3116                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3117                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3118                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3119                                                 " object was overwritten");
3120                         printk(KERN_ERR
3121                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3122                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3123                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3124                 }
3125                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3126                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3127         }
3128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3129         {
3130                 struct slab *slabp;
3131                 unsigned objnr;
3132
3133                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3134                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3135                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3136         }
3137 #endif
3138         objp += obj_offset(cachep);
3139         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3140                 cachep->ctor(objp);
3141 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3142         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3143                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3144                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3145         }
3146 #endif
3147         return objp;
3148 }
3149 #else
3150 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3151 #endif
3152
3153 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3154 {
3155         if (cachep == &cache_cache)
3156                 return false;
3157
3158         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3159 }
3160
3161 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3162 {
3163         void *objp;
3164         struct array_cache *ac;
3165
3166         check_irq_off();
3167
3168         ac = cpu_cache_get(cachep);
3169         if (likely(ac->avail)) {
3170                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3171                 ac->touched = 1;
3172                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3173         } else {
3174                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3175                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3176         }
3177         /*
3178          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3179          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3180          * treat the array pointers as a reference to the object.
3181          */
3182         kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3183         return objp;
3184 }
3185
3186 #ifdef CONFIG_NUMA
3187 /*
3188  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3189  *
3190  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3191  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3192  */
3193 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3194 {
3195         int nid_alloc, nid_here;
3196
3197         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3198                 return NULL;
3199         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3200         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3201                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3202         else if (current->mempolicy)
3203                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3204         if (nid_alloc != nid_here)
3205                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3206         return NULL;
3207 }
3208
3209 /*
3210  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3211  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3212  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3213  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3214  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3215  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3216  */
3217 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3218 {
3219         struct zonelist *zonelist;
3220         gfp_t local_flags;
3221         struct zoneref *z;
3222         struct zone *zone;
3223         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3224         void *obj = NULL;
3225         int nid;
3226
3227         if (flags & __GFP_THISNODE)
3228                 return NULL;
3229
3230         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3231         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3232
3233 retry:
3234         /*
3235          * Look through allowed nodes for objects available
3236          * from existing per node queues.
3237          */
3238         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3239                 nid = zone_to_nid(zone);
3240
3241                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3242                         cache->nodelists[nid] &&
3243                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3244                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3245                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3246                                 if (obj)
3247                                         break;
3248                 }
3249         }
3250
3251         if (!obj) {
3252                 /*
3253                  * This allocation will be performed within the constraints
3254                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3255                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3256                  * set and go into memory reserves if necessary.
3257                  */
3258                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3259                         local_irq_enable();
3260                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3261                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_node_id());
3262                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3263                         local_irq_disable();
3264                 if (obj) {
3265                         /*
3266                          * Insert into the appropriate per node queues
3267                          */
3268                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3269                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3270                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3271                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3272                                 if (!obj)
3273                                         /*
3274                                          * Another processor may allocate the
3275                                          * objects in the slab since we are
3276                                          * not holding any locks.
3277                                          */
3278                                         goto retry;
3279                         } else {
3280                                 /* cache_grow already freed obj */
3281                                 obj = NULL;
3282                         }
3283                 }
3284         }
3285         return obj;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * A interface to enable slab creation on nodeid
3290  */
3291 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3292                                 int nodeid)
3293 {
3294         struct list_head *entry;
3295         struct slab *slabp;
3296         struct kmem_list3 *l3;
3297         void *obj;
3298         int x;
3299
3300         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3301         BUG_ON(!l3);
3302
3303 retry:
3304         check_irq_off();
3305         spin_lock(&l3->list_lock);
3306         entry = l3->slabs_partial.next;
3307         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3308                 l3->free_touched = 1;
3309                 entry = l3->slabs_free.next;
3310                 if (entry == &l3->slabs_free)
3311                         goto must_grow;
3312         }
3313
3314         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3315         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3316         check_slabp(cachep, slabp);
3317
3318         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3319         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3320         STATS_SET_HIGH(cachep);
3321
3322         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3323
3324         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3325         check_slabp(cachep, slabp);
3326         l3->free_objects--;
3327         /* move slabp to correct slabp list: */
3328         list_del(&slabp->list);
3329
3330         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3331                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3332         else
3333                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3334
3335         spin_unlock(&l3->list_lock);
3336         goto done;
3337
3338 must_grow:
3339         spin_unlock(&l3->list_lock);
3340         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3341         if (x)
3342                 goto retry;
3343
3344         return fallback_alloc(cachep, flags);
3345
3346 done:
3347         return obj;
3348 }
3349
3350 /**
3351  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3352  * @cachep: The cache to allocate from.
3353  * @flags: See kmalloc().
3354  * @nodeid: node number of the target node.
3355  * @caller: return address of caller, used for debug information
3356  *
3357  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3358  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3359  *
3360  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3361  */
3362 static __always_inline void *
3363 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3364                    void *caller)
3365 {
3366         unsigned long save_flags;
3367         void *ptr;
3368
3369         flags &= slab_gfp_mask;
3370
3371         lockdep_trace_alloc(flags);
3372
3373         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3374                 return NULL;
3375
3376         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3377         local_irq_save(save_flags);
3378
3379         if (unlikely(nodeid == -1))
3380                 nodeid = numa_node_id();
3381
3382         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3383                 /* Node not bootstrapped yet */
3384                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3385                 goto out;
3386         }
3387
3388         if (nodeid == numa_node_id()) {
3389                 /*
3390                  * Use the locally cached objects if possible.
3391                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3392                  * to other nodes. It may fail while we still have
3393                  * objects on other nodes available.
3394                  */
3395                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3396                 if (ptr)
3397                         goto out;
3398         }
3399         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3400         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3401   out:
3402         local_irq_restore(save_flags);
3403         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3404         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3405                                  flags);
3406
3407         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3408                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3409
3410         return ptr;
3411 }
3412
3413 static __always_inline void *
3414 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3415 {
3416         void *objp;
3417
3418         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3419                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3420                 if (objp)
3421                         goto out;
3422         }
3423         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3424
3425         /*
3426          * We may just have run out of memory on the local node.
3427          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3428          */
3429         if (!objp)
3430                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3431
3432   out:
3433         return objp;
3434 }
3435 #else
3436
3437 static __always_inline void *
3438 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3439 {
3440         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3441 }
3442
3443 #endif /* CONFIG_NUMA */
3444
3445 static __always_inline void *
3446 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3447 {
3448         unsigned long save_flags;
3449         void *objp;
3450
3451         flags &= slab_gfp_mask;
3452
3453         lockdep_trace_alloc(flags);
3454
3455         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3456                 return NULL;
3457
3458         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3459         local_irq_save(save_flags);
3460         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3461         local_irq_restore(save_flags);
3462         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3463         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3464                                  flags);
3465         prefetchw(objp);
3466
3467         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3468                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3469
3470         return objp;
3471 }
3472
3473 /*
3474  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3475  */
3476 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3477                        int node)
3478 {
3479         int i;
3480         struct kmem_list3 *l3;
3481
3482         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3483                 void *objp = objpp[i];
3484                 struct slab *slabp;
3485
3486                 slabp = virt_to_slab(objp);
3487                 l3 = cachep->nodelists[node];
3488                 list_del(&slabp->list);
3489                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3490                 check_slabp(cachep, slabp);
3491                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3492                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3493                 l3->free_objects++;
3494                 check_slabp(cachep, slabp);
3495
3496                 /* fixup slab chains */
3497                 if (slabp->inuse == 0) {
3498                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3499                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3500                                 /* No need to drop any previously held
3501                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3502                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3503                                  * a different cache, refer to comments before
3504                                  * alloc_slabmgmt.
3505                                  */
3506                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3507                         } else {
3508                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3509                         }
3510                 } else {
3511                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3512                          * partial list on free - maximum time for the
3513                          * other objects to be freed, too.
3514                          */
3515                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3516                 }
3517         }
3518 }
3519
3520 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3521 {
3522         int batchcount;
3523         struct kmem_list3 *l3;
3524         int node = numa_node_id();
3525
3526         batchcount = ac->batchcount;
3527 #if DEBUG
3528         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3529 #endif
3530         check_irq_off();
3531         l3 = cachep->nodelists[node];
3532         spin_lock(&l3->list_lock);
3533         if (l3->shared) {
3534                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3535                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3536                 if (max) {
3537                         if (batchcount > max)
3538                                 batchcount = max;
3539                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3540                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3541                         shared_array->avail += batchcount;
3542                         goto free_done;
3543                 }
3544         }
3545
3546         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3547 free_done:
3548 #if STATS
3549         {
3550                 int i = 0;
3551                 struct list_head *p;
3552
3553                 p = l3->slabs_free.next;
3554                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3555                         struct slab *slabp;
3556
3557                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3558                         BUG_ON(slabp->inuse);
3559
3560                         i++;
3561                         p = p->next;
3562                 }
3563                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3564         }
3565 #endif
3566         spin_unlock(&l3->list_lock);
3567         ac->avail -= batchcount;
3568         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3569 }
3570
3571 /*
3572  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3573  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3574  */
3575 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3576 {
3577         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3578
3579         check_irq_off();
3580         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3581         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3582
3583         /*
3584          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3585          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3586          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3587          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3588          * the cache.
3589          */
3590         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3591                 return;
3592
3593         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3594                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3595                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3596                 return;
3597         } else {
3598                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3599                 cache_flusharray(cachep, ac);
3600                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3601         }
3602 }
3603
3604 /**
3605  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3606  * @cachep: The cache to allocate from.
3607  * @flags: See kmalloc().
3608  *
3609  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3610  * if the cache has no available objects.
3611  */
3612 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3613 {
3614         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3615
3616         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3617                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3618
3619         return ret;
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3622
3623 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3624 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3625 {
3626         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3629 #endif
3630
3631 /**
3632  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3633  * @cachep: the cache we're checking against
3634  * @ptr: pointer to validate
3635  *
3636  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3637  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3638  * part of the slab cache in question, but it at least
3639  * validates that the pointer can be dereferenced and
3640  * looks half-way sane.
3641  *
3642  * Currently only used for dentry validation.
3643  */
3644 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3645 {
3646         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3647         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3648         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3649         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3650         struct page *page;
3651
3652         if (unlikely(addr < min_addr))
3653                 goto out;
3654         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3655                 goto out;
3656         if (unlikely(addr & align_mask))
3657                 goto out;
3658         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3659                 goto out;
3660         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3661                 goto out;
3662         page = virt_to_page(ptr);
3663         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3664                 goto out;
3665         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3666                 goto out;
3667         return 1;
3668 out:
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 #ifdef CONFIG_NUMA
3673 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3674 {
3675         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3676                                        __builtin_return_address(0));
3677
3678         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3679                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3680                                     flags, nodeid);
3681
3682         return ret;
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3685
3686 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
3687 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3688                                     gfp_t flags,
3689                                     int nodeid)
3690 {
3691         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3692                                   __builtin_return_address(0));
3693 }
3694 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3695 #endif
3696
3697 static __always_inline void *
3698 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3699 {
3700         struct kmem_cache *cachep;
3701         void *ret;
3702
3703         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3704         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3705                 return cachep;
3706         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3707
3708         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3709                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3710
3711         return ret;
3712 }
3713
3714 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3715 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3716 {
3717         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3718                         __builtin_return_address(0));
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3721
3722 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3723                 int node, unsigned long caller)
3724 {
3725         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3726 }
3727 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3728 #else
3729 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3730 {
3731         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3732 }
3733 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3734 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3735 #endif /* CONFIG_NUMA */
3736
3737 /**
3738  * __do_kmalloc - allocate memory
3739  * @size: how many bytes of memory are required.
3740  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3741  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3742  */
3743 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3744                                           void *caller)
3745 {
3746         struct kmem_cache *cachep;
3747         void *ret;
3748
3749         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3750          * __ with kmem_.
3751          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3752          * functions.
3753          */
3754         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3755         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3756                 return cachep;
3757         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3758
3759         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3760                       size, cachep->buffer_size, flags);
3761
3762         return ret;
3763 }
3764
3765
3766 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_KMEMTRACE)
3767 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3768 {
3769         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3770 }
3771 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3772
3773 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3774 {
3775         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3776 }
3777 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3778
3779 #else
3780 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3781 {
3782         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3785 #endif
3786
3787 /**
3788  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3789  * @cachep: The cache the allocation was from.
3790  * @objp: The previously allocated object.
3791  *
3792  * Free an object which was previously allocated from this
3793  * cache.
3794  */
3795 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3796 {
3797         unsigned long flags;
3798
3799         local_irq_save(flags);
3800         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3801         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3802                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3803         __cache_free(cachep, objp);
3804         local_irq_restore(flags);
3805
3806         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3807 }
3808 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3809
3810 /**
3811  * kfree - free previously allocated memory
3812  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3813  *
3814  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3815  *
3816  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3817  * or you will run into trouble.
3818  */
3819 void kfree(const void *objp)
3820 {
3821         struct kmem_cache *c;
3822         unsigned long flags;
3823
3824         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3825
3826         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3827                 return;
3828         local_irq_save(flags);
3829         kfree_debugcheck(objp);
3830         c = virt_to_cache(objp);
3831         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3832         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3833         __cache_free(c, (void *)objp);
3834         local_irq_restore(flags);
3835 }
3836 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3837
3838 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3839 {
3840         return obj_size(cachep);
3841 }
3842 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3843
3844 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3845 {
3846         return cachep->name;
3847 }
3848 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3849
3850 /*
3851  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3852  */
3853 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3854 {
3855         int node;
3856         struct kmem_list3 *l3;
3857         struct array_cache *new_shared;
3858         struct array_cache **new_alien = NULL;
3859
3860         for_each_online_node(node) {
3861
3862                 if (use_alien_caches) {
3863                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3864                         if (!new_alien)
3865                                 goto fail;
3866                 }
3867
3868                 new_shared = NULL;
3869                 if (cachep->shared) {
3870                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3871                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3872                                         0xbaadf00d, gfp);
3873                         if (!new_shared) {
3874                                 free_alien_cache(new_alien);
3875                                 goto fail;
3876                         }
3877                 }
3878
3879                 l3 = cachep->nodelists[node];
3880                 if (l3) {
3881                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3882
3883                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3884
3885                         if (shared)
3886                                 free_block(cachep, shared->entry,
3887                                                 shared->avail, node);
3888
3889                         l3->shared = new_shared;
3890                         if (!l3->alien) {
3891                                 l3->alien = new_alien;
3892                                 new_alien = NULL;
3893                         }
3894                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3895                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3896                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3897                         kfree(shared);
3898                         free_alien_cache(new_alien);
3899                         continue;
3900                 }
3901                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3902                 if (!l3) {
3903                         free_alien_cache(new_alien);
3904                         kfree(new_shared);
3905                         goto fail;
3906                 }
3907
3908                 kmem_list3_init(l3);
3909                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3910                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3911                 l3->shared = new_shared;
3912                 l3->alien = new_alien;
3913                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3914                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3915                 cachep->nodelists[node] = l3;
3916         }
3917         return 0;
3918
3919 fail:
3920         if (!cachep->next.next) {
3921                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3922                 node--;
3923                 while (node >= 0) {
3924                         if (cachep->nodelists[node]) {
3925                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3926
3927                                 kfree(l3->shared);
3928                                 free_alien_cache(l3->alien);
3929                                 kfree(l3);
3930                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3931                         }
3932                         node--;
3933                 }
3934         }
3935         return -ENOMEM;
3936 }
3937
3938 struct ccupdate_struct {
3939         struct kmem_cache *cachep;
3940         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3941 };
3942
3943 static void do_ccupdate_local(void *info)
3944 {
3945         struct ccupdate_struct *new = info;
3946         struct array_cache *old;
3947
3948         check_irq_off();
3949         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3950
3951         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3952         new->new[smp_processor_id()] = old;
3953 }
3954
3955 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3956 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3957                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3958 {
3959         struct ccupdate_struct *new;
3960         int i;
3961
3962         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3963         if (!new)
3964                 return -ENOMEM;
3965
3966         for_each_online_cpu(i) {
3967                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3968                                                 batchcount, gfp);
3969                 if (!new->new[i]) {
3970                         for (i--; i >= 0; i--)
3971                                 kfree(new->new[i]);
3972                         kfree(new);
3973                         return -ENOMEM;
3974                 }
3975         }
3976         new->cachep = cachep;
3977
3978         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3979
3980         check_irq_on();
3981         cachep->batchcount = batchcount;
3982         cachep->limit = limit;
3983         cachep->shared = shared;
3984
3985         for_each_online_cpu(i) {
3986                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3987                 if (!ccold)
3988                         continue;
3989                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3990                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3991                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3992                 kfree(ccold);
3993         }
3994         kfree(new);
3995         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3996 }
3997
3998 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3999 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4000 {
4001         int err;
4002         int limit, shared;
4003
4004         /*
4005          * The head array serves three purposes:
4006          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4007          * - reduce the number of spinlock operations.
4008          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4009          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4010          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4011          * Bonwick.
4012          */
4013         if (cachep->buffer_size > 131072)
4014                 limit = 1;
4015         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4016                 limit = 8;
4017         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4018                 limit = 24;
4019         else if (cachep->buffer_size > 256)
4020                 limit = 54;
4021         else
4022                 limit = 120;
4023
4024         /*
4025          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4026          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4027          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4028          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4029          * replaces Bonwick's magazine layer.
4030          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4031          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4032          */
4033         shared = 0;
4034         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4035                 shared = 8;
4036
4037 #if DEBUG
4038         /*
4039          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4040          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4041          */
4042         if (limit > 32)
4043                 limit = 32;
4044 #endif
4045         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4046         if (err)
4047                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4048                        cachep->name, -err);
4049         return err;
4050 }
4051
4052 /*
4053  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4054  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4055  * if drain_array() is used on the shared array.
4056  */
4057 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4058                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4059 {
4060         int tofree;
4061
4062         if (!ac || !ac->avail)
4063                 return;
4064         if (ac->touched && !force) {
4065                 ac->touched = 0;
4066         } else {
4067                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4068                 if (ac->avail) {
4069                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4070                         if (tofree > ac->avail)
4071                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4072                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4073                         ac->avail -= tofree;
4074                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4075                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4076                 }
4077                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4078         }
4079 }
4080
4081 /**
4082  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4083  * @w: work descriptor
4084  *
4085  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4086  * Purpose:
4087  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4088  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4089  *
4090  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4091  * again on the next iteration.
4092  */
4093 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4094 {
4095         struct kmem_cache *searchp;
4096         struct kmem_list3 *l3;
4097         int node = numa_node_id();
4098         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4099
4100         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4101                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4102                 goto out;
4103
4104         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4105                 check_irq_on();
4106
4107                 /*
4108                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4109                  * have established with reasonable certainty that
4110                  * we can do some work if the lock was obtained.
4111                  */
4112                 l3 = searchp->nodelists[node];
4113
4114                 reap_alien(searchp, l3);
4115
4116                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4117
4118                 /*
4119                  * These are racy checks but it does not matter
4120                  * if we skip one check or scan twice.
4121                  */
4122                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4123                         goto next;
4124
4125                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4126
4127                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4128
4129                 if (l3->free_touched)
4130                         l3->free_touched = 0;
4131                 else {
4132                         int freed;
4133
4134                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4135                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4136                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4137                 }
4138 next:
4139                 cond_resched();
4140         }
4141         check_irq_on();
4142         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4143         next_reap_node();
4144 out:
4145         /* Set up the next iteration */
4146         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4147 }
4148
4149 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4150
4151 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4152 {
4153         /*
4154          * Output format version, so at least we can change it
4155          * without _too_ many complaints.
4156          */
4157 #if STATS
4158         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4159 #else
4160         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4161 #endif
4162         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4163                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4164         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4165         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4166 #if STATS
4167         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4168                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4169         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4170 #endif
4171         seq_putc(m, '\n');
4172 }
4173
4174 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4175 {
4176         loff_t n = *pos;
4177
4178         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4179         if (!n)
4180                 print_slabinfo_header(m);
4181
4182         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4183 }
4184
4185 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4186 {
4187         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4188 }
4189
4190 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4191 {
4192         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4193 }
4194
4195 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4196 {
4197         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4198         struct slab *slabp;
4199         unsigned long active_objs;
4200         unsigned long num_objs;
4201         unsigned long active_slabs = 0;
4202         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4203         const char *name;
4204         char *error = NULL;
4205         int node;
4206         struct kmem_list3 *l3;
4207
4208         active_objs = 0;
4209         num_slabs = 0;
4210         for_each_online_node(node) {
4211                 l3 = cachep->nodelists[node];
4212                 if (!l3)
4213                         continue;
4214
4215                 check_irq_on();
4216                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4217
4218                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4219                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4220                                 error = "slabs_full accounting error";
4221                         active_objs += cachep->num;
4222                         active_slabs++;
4223                 }
4224                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4225                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4226                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4227                         if (!slabp->inuse && !error)
4228                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4229                         active_objs += slabp->inuse;
4230                         active_slabs++;
4231                 }
4232                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4233                         if (slabp->inuse && !error)
4234                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4235                         num_slabs++;
4236                 }
4237                 free_objects += l3->free_objects;
4238                 if (l3->shared)
4239                         shared_avail += l3->shared->avail;
4240
4241                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4242         }
4243         num_slabs += active_slabs;
4244         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4245         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4246                 error = "free_objects accounting error";
4247
4248         name = cachep->name;
4249         if (error)
4250                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4251
4252         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4253                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4254                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4255         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4256                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4257         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4258                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4259 #if STATS
4260         {                       /* list3 stats */
4261                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4262                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4263                 unsigned long grown = cachep->grown;
4264                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4265                 unsigned long errors = cachep->errors;
4266                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4267                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4268                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4269                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4270
4271                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4272                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4273                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4274                                 node_frees, overflows);
4275         }
4276         /* cpu stats */
4277         {
4278                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4279                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4280                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4281                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4282
4283                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4284                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4285         }
4286 #endif
4287         seq_putc(m, '\n');
4288         return 0;
4289 }
4290
4291 /*
4292  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4293  *
4294  * Output layout:
4295  * cache-name
4296  * num-active-objs
4297  * total-objs
4298  * object size
4299  * num-active-slabs
4300  * total-slabs
4301  * num-pages-per-slab
4302  * + further values on SMP and with statistics enabled
4303  */
4304
4305 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4306         .start = s_start,
4307         .next = s_next,
4308         .stop = s_stop,
4309         .show = s_show,
4310 };
4311
4312 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4313 /**
4314  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4315  * @file: unused
4316  * @buffer: user buffer
4317  * @count: data length
4318  * @ppos: unused
4319  */
4320 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4321                        size_t count, loff_t *ppos)
4322 {
4323         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4324         int limit, batchcount, shared, res;
4325         struct kmem_cache *cachep;
4326
4327         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4328                 return -EINVAL;
4329         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4330                 return -EFAULT;
4331         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4332
4333         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4334         if (!tmp)
4335                 return -EINVAL;
4336         *tmp = '\0';
4337         tmp++;
4338         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4339                 return -EINVAL;
4340
4341         /* Find the cache in the chain of caches. */
4342         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4343         res = -EINVAL;
4344         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4345                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4346                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4347                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4348                                 res = 0;
4349                         } else {
4350                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4351                                                        batchcount, shared,
4352                                                        GFP_KERNEL);
4353                         }
4354                         break;
4355                 }
4356         }
4357         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4358         if (res >= 0)
4359                 res = count;
4360         return res;
4361 }
4362
4363 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4364 {
4365         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4366 }
4367
4368 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4369         .open           = slabinfo_open,
4370         .read           = seq_read,
4371         .write          = slabinfo_write,
4372         .llseek         = seq_lseek,
4373         .release        = seq_release,
4374 };
4375
4376 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4377
4378 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4379 {
4380         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4381         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4382 }
4383
4384 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4385 {
4386         unsigned long *p;
4387         int l;
4388         if (!v)
4389                 return 1;
4390         l = n[1];
4391         p = n + 2;
4392         while (l) {
4393                 int i = l/2;
4394                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4395                 if (*q == v) {
4396                         q[1]++;
4397                         return 1;
4398                 }
4399                 if (*q > v) {
4400                         l = i;
4401                 } else {
4402                         p = q + 2;
4403                         l -= i + 1;
4404                 }
4405         }
4406         if (++n[1] == n[0])
4407                 return 0;
4408         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4409         p[0] = v;
4410         p[1] = 1;
4411         return 1;
4412 }
4413
4414 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4415 {
4416         void *p;
4417         int i;
4418         if (n[0] == n[1])
4419                 return;
4420         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4421                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4422                         continue;
4423                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4424                         return;
4425         }
4426 }
4427
4428 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4429 {
4430 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4431         unsigned long offset, size;
4432         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4433
4434         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4435                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4436                 if (modname[0])
4437                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4438                 return;
4439         }
4440 #endif
4441         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4442 }
4443
4444 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4445 {
4446         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4447         struct slab *slabp;
4448         struct kmem_list3 *l3;
4449         const char *name;
4450         unsigned long *n = m->private;
4451         int node;
4452         int i;
4453
4454         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4455                 return 0;
4456         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4457                 return 0;
4458
4459         /* OK, we can do it */
4460
4461         n[1] = 0;
4462
4463         for_each_online_node(node) {
4464                 l3 = cachep->nodelists[node];
4465                 if (!l3)
4466                         continue;
4467
4468                 check_irq_on();
4469                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4470
4471                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4472                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4473                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4474                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4475                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4476         }
4477         name = cachep->name;
4478         if (n[0] == n[1]) {
4479                 /* Increase the buffer size */
4480                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4481                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4482                 if (!m->private) {
4483                         /* Too bad, we are really out */
4484                         m->private = n;
4485                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4486                         return -ENOMEM;
4487                 }
4488                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4489                 kfree(n);
4490                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4491                 /* Now make sure this entry will be retried */
4492                 m->count = m->size;
4493                 return 0;
4494         }
4495         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4496                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4497                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4498                 seq_putc(m, '\n');
4499         }
4500
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4505         .start = leaks_start,
4506         .next = s_next,
4507         .stop = s_stop,
4508         .show = leaks_show,
4509 };
4510
4511 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4512 {
4513         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4514         int ret = -ENOMEM;
4515         if (n) {
4516                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4517                 if (!ret) {
4518                         struct seq_file *m = file->private_data;
4519                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4520                         m->private = n;
4521                         n = NULL;
4522                 }
4523                 kfree(n);
4524         }
4525         return ret;
4526 }
4527
4528 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4529         .open           = slabstats_open,
4530         .read           = seq_read,
4531         .llseek         = seq_lseek,
4532         .release        = seq_release_private,
4533 };
4534 #endif
4535
4536 static int __init slab_proc_init(void)
4537 {
4538         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4539 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4540         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4541 #endif
4542         return 0;
4543 }
4544 module_init(slab_proc_init);
4545 #endif
4546
4547 /**
4548  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4549  * @objp: Pointer to the object
4550  *
4551  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4552  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4553  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4554  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4555  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4556  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4557  * must not be freed during the duration of the call.
4558  */
4559 size_t ksize(const void *objp)
4560 {
4561         BUG_ON(!objp);
4562         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4563                 return 0;
4564
4565         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4566 }
4567 EXPORT_SYMBOL(ksize);