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