[PATCH] More slab.h cleanups
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112
113 #include        <asm/cacheflush.h>
114 #include        <asm/tlbflush.h>
115 #include        <asm/page.h>
116
117 /*
118  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
119  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
390         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445 };
446
447 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
448 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
449
450 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
451 /*
452  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
453  * cpucache drain/refill cycles.
454  *
455  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
456  * which could lock up otherwise freeable slabs.
457  */
458 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
459 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
460
461 #if STATS
462 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
463 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
464 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
465 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
466 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
467 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
468         do {                                                            \
469                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
470                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
471         } while (0)
472 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
473 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
474 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
475 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
476 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
477         do {                                                            \
478                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
479                         (x)->max_freeable = i;                          \
480         } while (0)
481 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
482 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
483 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
484 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
485 #else
486 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
488 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
489 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
490 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
491 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
492 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
494 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
495 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
496 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
501 #endif
502
503 #if DEBUG
504
505 /*
506  * memory layout of objects:
507  * 0            : objp
508  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
509  *              the end of an object is aligned with the end of the real
510  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
511  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
512  *              redzone word.
513  * cachep->obj_offset: The real object.
514  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
515  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
516  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
517  */
518 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_offset;
521 }
522
523 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         return cachep->obj_size;
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
532 }
533
534 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
535 {
536         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
537         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
538                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
539                                          2 * BYTES_PER_WORD);
540         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
544 {
545         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
546         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
547 }
548
549 #else
550
551 #define obj_offset(x)                   0
552 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
553 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
555 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
556
557 #endif
558
559 /*
560  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
561  * order.
562  */
563 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
564 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
566 #elif defined(CONFIG_MMU)
567 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
569 #else
570 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
572 #endif
573
574 /*
575  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
576  */
577 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
578 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
579 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
580
581 /*
582  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
583  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
584  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
585  */
586 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
587 {
588         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
589 }
590
591 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
592 {
593         if (unlikely(PageCompound(page)))
594                 page = (struct page *)page_private(page);
595         BUG_ON(!PageSlab(page));
596         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
597 }
598
599 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
600 {
601         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
602 }
603
604 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
605 {
606         if (unlikely(PageCompound(page)))
607                 page = (struct page *)page_private(page);
608         BUG_ON(!PageSlab(page));
609         return (struct slab *)page->lru.prev;
610 }
611
612 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
613 {
614         struct page *page = virt_to_page(obj);
615         return page_get_cache(page);
616 }
617
618 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
619 {
620         struct page *page = virt_to_page(obj);
621         return page_get_slab(page);
622 }
623
624 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
625                                  unsigned int idx)
626 {
627         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
628 }
629
630 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
631                                         struct slab *slab, void *obj)
632 {
633         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
634 }
635
636 /*
637  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
638  */
639 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
640 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         CACHE(ULONG_MAX)
643 #undef CACHE
644 };
645 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
646
647 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
648 struct cache_names {
649         char *name;
650         char *name_dma;
651 };
652
653 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
654 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
655 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
656         {NULL,}
657 #undef CACHE
658 };
659
660 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
661     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
662 static struct arraycache_init initarray_generic =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664
665 /* internal cache of cache description objs */
666 static struct kmem_cache cache_cache = {
667         .batchcount = 1,
668         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
669         .shared = 1,
670         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
671         .name = "kmem_cache",
672 #if DEBUG
673         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
674 #endif
675 };
676
677 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
678
679 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
680
681 /*
682  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
683  * for other slabs "off slab".
684  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
685  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
686  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
687  *
688  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
689  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
690  * then comes back up during hotplug
691  */
692 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
693 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
694
695 static inline void init_lock_keys(void)
696
697 {
698         int q;
699         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
700
701         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
702                 for_each_node(q) {
703                         struct array_cache **alc;
704                         int r;
705                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
706                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
707                                 continue;
708                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
709                         alc = l3->alien;
710                         /*
711                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
712                          * should go away when common slab code is taught to
713                          * work even without alien caches.
714                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
715                          * for alloc_alien_cache,
716                          */
717                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
718                                 continue;
719                         for_each_node(r) {
720                                 if (alc[r])
721                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
722                                              &on_slab_alc_key);
723                         }
724                 }
725                 s++;
726         }
727 }
728 #else
729 static inline void init_lock_keys(void)
730 {
731 }
732 #endif
733
734 /*
735  * 1. Guard access to the cache-chain.
736  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
737  */
738 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
739 static struct list_head cache_chain;
740
741 /*
742  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
743  * until the general caches are up.
744  */
745 static enum {
746         NONE,
747         PARTIAL_AC,
748         PARTIAL_L3,
749         FULL
750 } g_cpucache_up;
751
752 /*
753  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
754  */
755 int slab_is_available(void)
756 {
757         return g_cpucache_up == FULL;
758 }
759
760 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
761
762 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
763 {
764         return cachep->array[smp_processor_id()];
765 }
766
767 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
768                                                         gfp_t gfpflags)
769 {
770         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
771
772 #if DEBUG
773         /* This happens if someone tries to call
774          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
775          * the generic caches are initialized.
776          */
777         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
778 #endif
779         while (size > csizep->cs_size)
780                 csizep++;
781
782         /*
783          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
784          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
785          * for large kmalloc calls required.
786          */
787         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
788                 return csizep->cs_dmacachep;
789         return csizep->cs_cachep;
790 }
791
792 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
793 {
794         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
795 }
796
797 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
798 {
799         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
800 }
801
802 /*
803  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
804  */
805 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
806                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
807                            unsigned int *num)
808 {
809         int nr_objs;
810         size_t mgmt_size;
811         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
812
813         /*
814          * The slab management structure can be either off the slab or
815          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
816          * slab is used for:
817          *
818          * - The struct slab
819          * - One kmem_bufctl_t for each object
820          * - Padding to respect alignment of @align
821          * - @buffer_size bytes for each object
822          *
823          * If the slab management structure is off the slab, then the
824          * alignment will already be calculated into the size. Because
825          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
826          * correct alignment when allocated.
827          */
828         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
829                 mgmt_size = 0;
830                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
831
832                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
833                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
834         } else {
835                 /*
836                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
837                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
838                  * least @align. In the worst case, this result will
839                  * be one greater than the number of objects that fit
840                  * into the memory allocation when taking the padding
841                  * into account.
842                  */
843                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
844                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
845
846                 /*
847                  * This calculated number will be either the right
848                  * amount, or one greater than what we want.
849                  */
850                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
851                        > slab_size)
852                         nr_objs--;
853
854                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
855                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
856
857                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
858         }
859         *num = nr_objs;
860         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
861 }
862
863 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
864
865 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
866                         char *msg)
867 {
868         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
869                function, cachep->name, msg);
870         dump_stack();
871 }
872
873 /*
874  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
875  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
876  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
877  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
878  * line
879   */
880
881 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
882 static int __init noaliencache_setup(char *s)
883 {
884         use_alien_caches = 0;
885         return 1;
886 }
887 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
888
889 #ifdef CONFIG_NUMA
890 /*
891  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
892  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
893  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
894  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
895  */
896 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
897
898 static void init_reap_node(int cpu)
899 {
900         int node;
901
902         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
903         if (node == MAX_NUMNODES)
904                 node = first_node(node_online_map);
905
906         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
907 }
908
909 static void next_reap_node(void)
910 {
911         int node = __get_cpu_var(reap_node);
912
913         /*
914          * Also drain per cpu pages on remote zones
915          */
916         if (node != numa_node_id())
917                 drain_node_pages(node);
918
919         node = next_node(node, node_online_map);
920         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
921                 node = first_node(node_online_map);
922         __get_cpu_var(reap_node) = node;
923 }
924
925 #else
926 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
927 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
928 #endif
929
930 /*
931  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
932  * via the workqueue/eventd.
933  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
934  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
935  * lock.
936  */
937 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
938 {
939         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
940
941         /*
942          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
943          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
944          * at that time.
945          */
946         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
947                 init_reap_node(cpu);
948                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
949                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
950                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
951         }
952 }
953
954 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
955                                             int batchcount)
956 {
957         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
958         struct array_cache *nc = NULL;
959
960         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
961         if (nc) {
962                 nc->avail = 0;
963                 nc->limit = entries;
964                 nc->batchcount = batchcount;
965                 nc->touched = 0;
966                 spin_lock_init(&nc->lock);
967         }
968         return nc;
969 }
970
971 /*
972  * Transfer objects in one arraycache to another.
973  * Locking must be handled by the caller.
974  *
975  * Return the number of entries transferred.
976  */
977 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
978                 struct array_cache *from, unsigned int max)
979 {
980         /* Figure out how many entries to transfer */
981         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
982
983         if (!nr)
984                 return 0;
985
986         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
987                         sizeof(void *) *nr);
988
989         from->avail -= nr;
990         to->avail += nr;
991         to->touched = 1;
992         return nr;
993 }
994
995 #ifndef CONFIG_NUMA
996
997 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
998 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
999
1000 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1001 {
1002         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1003 }
1004
1005 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1006 {
1007 }
1008
1009 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1010 {
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1015                 gfp_t flags)
1016 {
1017         return NULL;
1018 }
1019
1020 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1021                  gfp_t flags, int nodeid)
1022 {
1023         return NULL;
1024 }
1025
1026 #else   /* CONFIG_NUMA */
1027
1028 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1029 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1030
1031 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1032 {
1033         struct array_cache **ac_ptr;
1034         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1035         int i;
1036
1037         if (limit > 1)
1038                 limit = 12;
1039         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1040         if (ac_ptr) {
1041                 for_each_node(i) {
1042                         if (i == node || !node_online(i)) {
1043                                 ac_ptr[i] = NULL;
1044                                 continue;
1045                         }
1046                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1047                         if (!ac_ptr[i]) {
1048                                 for (i--; i <= 0; i--)
1049                                         kfree(ac_ptr[i]);
1050                                 kfree(ac_ptr);
1051                                 return NULL;
1052                         }
1053                 }
1054         }
1055         return ac_ptr;
1056 }
1057
1058 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1059 {
1060         int i;
1061
1062         if (!ac_ptr)
1063                 return;
1064         for_each_node(i)
1065             kfree(ac_ptr[i]);
1066         kfree(ac_ptr);
1067 }
1068
1069 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1070                                 struct array_cache *ac, int node)
1071 {
1072         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1073
1074         if (ac->avail) {
1075                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1076                 /*
1077                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1078                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1079                  * into the free lists and getting them back later.
1080                  */
1081                 if (rl3->shared)
1082                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1083
1084                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1085                 ac->avail = 0;
1086                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1087         }
1088 }
1089
1090 /*
1091  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1092  */
1093 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1094 {
1095         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1096
1097         if (l3->alien) {
1098                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1099
1100                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1101                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1102                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1103                 }
1104         }
1105 }
1106
1107 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1108                                 struct array_cache **alien)
1109 {
1110         int i = 0;
1111         struct array_cache *ac;
1112         unsigned long flags;
1113
1114         for_each_online_node(i) {
1115                 ac = alien[i];
1116                 if (ac) {
1117                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1118                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1119                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1120                 }
1121         }
1122 }
1123
1124 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1125 {
1126         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1127         int nodeid = slabp->nodeid;
1128         struct kmem_list3 *l3;
1129         struct array_cache *alien = NULL;
1130         int node;
1131
1132         node = numa_node_id();
1133
1134         /*
1135          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1136          * cache on this cpu.
1137          */
1138         if (likely(slabp->nodeid == node) || unlikely(!use_alien_caches))
1139                 return 0;
1140
1141         l3 = cachep->nodelists[node];
1142         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1143         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1144                 alien = l3->alien[nodeid];
1145                 spin_lock(&alien->lock);
1146                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1147                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1148                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1149                 }
1150                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1151                 spin_unlock(&alien->lock);
1152         } else {
1153                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1154                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1155                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1156         }
1157         return 1;
1158 }
1159 #endif
1160
1161 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1162                                     unsigned long action, void *hcpu)
1163 {
1164         long cpu = (long)hcpu;
1165         struct kmem_cache *cachep;
1166         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1167         int node = cpu_to_node(cpu);
1168         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1169
1170         switch (action) {
1171         case CPU_UP_PREPARE:
1172                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1173                 /*
1174                  * We need to do this right in the beginning since
1175                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1176                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1177                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1178                  */
1179
1180                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1181                         /*
1182                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1183                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1184                          * node has not already allocated this
1185                          */
1186                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1187                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1188                                 if (!l3)
1189                                         goto bad;
1190                                 kmem_list3_init(l3);
1191                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1192                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1193
1194                                 /*
1195                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1196                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1197                                  * protection here.
1198                                  */
1199                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1200                         }
1201
1202                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1203                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1204                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1205                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1206                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1207                 }
1208
1209                 /*
1210                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1211                  * array caches
1212                  */
1213                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1214                         struct array_cache *nc;
1215                         struct array_cache *shared;
1216                         struct array_cache **alien = NULL;
1217
1218                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1219                                                 cachep->batchcount);
1220                         if (!nc)
1221                                 goto bad;
1222                         shared = alloc_arraycache(node,
1223                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1224                                         0xbaadf00d);
1225                         if (!shared)
1226                                 goto bad;
1227
1228                         if (use_alien_caches) {
1229                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1230                                 if (!alien)
1231                                         goto bad;
1232                         }
1233                         cachep->array[cpu] = nc;
1234                         l3 = cachep->nodelists[node];
1235                         BUG_ON(!l3);
1236
1237                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1238                         if (!l3->shared) {
1239                                 /*
1240                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1241                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1242                                  */
1243                                 l3->shared = shared;
1244                                 shared = NULL;
1245                         }
1246 #ifdef CONFIG_NUMA
1247                         if (!l3->alien) {
1248                                 l3->alien = alien;
1249                                 alien = NULL;
1250                         }
1251 #endif
1252                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1253                         kfree(shared);
1254                         free_alien_cache(alien);
1255                 }
1256                 break;
1257         case CPU_ONLINE:
1258                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1259                 start_cpu_timer(cpu);
1260                 break;
1261 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1262         case CPU_DOWN_PREPARE:
1263                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1264                 break;
1265         case CPU_DOWN_FAILED:
1266                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1267                 break;
1268         case CPU_DEAD:
1269                 /*
1270                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1271                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1272                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1273                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1274                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1275                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1276                  */
1277                 /* fall thru */
1278 #endif
1279         case CPU_UP_CANCELED:
1280                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1281                         struct array_cache *nc;
1282                         struct array_cache *shared;
1283                         struct array_cache **alien;
1284                         cpumask_t mask;
1285
1286                         mask = node_to_cpumask(node);
1287                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1288                         nc = cachep->array[cpu];
1289                         cachep->array[cpu] = NULL;
1290                         l3 = cachep->nodelists[node];
1291
1292                         if (!l3)
1293                                 goto free_array_cache;
1294
1295                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1296
1297                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1298                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1299                         if (nc)
1300                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1301
1302                         if (!cpus_empty(mask)) {
1303                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1304                                 goto free_array_cache;
1305                         }
1306
1307                         shared = l3->shared;
1308                         if (shared) {
1309                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1310                                            l3->shared->avail, node);
1311                                 l3->shared = NULL;
1312                         }
1313
1314                         alien = l3->alien;
1315                         l3->alien = NULL;
1316
1317                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1318
1319                         kfree(shared);
1320                         if (alien) {
1321                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1322                                 free_alien_cache(alien);
1323                         }
1324 free_array_cache:
1325                         kfree(nc);
1326                 }
1327                 /*
1328                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1329                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1330                  * shrink each nodelist to its limit.
1331                  */
1332                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1333                         l3 = cachep->nodelists[node];
1334                         if (!l3)
1335                                 continue;
1336                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1337                 }
1338                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1339                 break;
1340         }
1341         return NOTIFY_OK;
1342 bad:
1343         return NOTIFY_BAD;
1344 }
1345
1346 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1347         &cpuup_callback, NULL, 0
1348 };
1349
1350 /*
1351  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1352  */
1353 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1354                         int nodeid)
1355 {
1356         struct kmem_list3 *ptr;
1357
1358         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1359         BUG_ON(!ptr);
1360
1361         local_irq_disable();
1362         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1363         /*
1364          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1365          */
1366         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1367
1368         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1369         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1370         local_irq_enable();
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1375  * before smp_init().
1376  */
1377 void __init kmem_cache_init(void)
1378 {
1379         size_t left_over;
1380         struct cache_sizes *sizes;
1381         struct cache_names *names;
1382         int i;
1383         int order;
1384         int node;
1385
1386         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1387                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1388                 if (i < MAX_NUMNODES)
1389                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1390         }
1391
1392         /*
1393          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1394          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1395          */
1396         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1397                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1398
1399         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1400          * from caches that do not exist yet:
1401          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1402          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1403          *    cache_cache is statically allocated.
1404          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1405          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1406          *    array at the end of the bootstrap.
1407          * 2) Create the first kmalloc cache.
1408          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1409          *    An __init data area is used for the head array.
1410          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1411          *    head arrays.
1412          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1413          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1414          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1415          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1416          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1417          */
1418
1419         node = numa_node_id();
1420
1421         /* 1) create the cache_cache */
1422         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1423         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1424         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1425         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1426         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1427
1428         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1429                                         cache_line_size());
1430
1431         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1432                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1433                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1434                 if (cache_cache.num)
1435                         break;
1436         }
1437         BUG_ON(!cache_cache.num);
1438         cache_cache.gfporder = order;
1439         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1440         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1441                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1442
1443         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1444         sizes = malloc_sizes;
1445         names = cache_names;
1446
1447         /*
1448          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1449          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1450          * bug.
1451          */
1452
1453         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1454                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1455                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1456                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1457                                         NULL, NULL);
1458
1459         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1460                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1461                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1462                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1463                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1464                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1465                                 NULL, NULL);
1466         }
1467
1468         slab_early_init = 0;
1469
1470         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1471                 /*
1472                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1473                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1474                  * eliminates "false sharing".
1475                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1476                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1477                  */
1478                 if (!sizes->cs_cachep) {
1479                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1480                                         sizes->cs_size,
1481                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1482                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1483                                         NULL, NULL);
1484                 }
1485
1486                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1487                                         sizes->cs_size,
1488                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1489                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1490                                                 SLAB_PANIC,
1491                                         NULL, NULL);
1492                 sizes++;
1493                 names++;
1494         }
1495         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1496         {
1497                 struct array_cache *ptr;
1498
1499                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1500
1501                 local_irq_disable();
1502                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1503                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1504                        sizeof(struct arraycache_init));
1505                 /*
1506                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1507                  */
1508                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1509
1510                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1511                 local_irq_enable();
1512
1513                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1514
1515                 local_irq_disable();
1516                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1517                        != &initarray_generic.cache);
1518                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1519                        sizeof(struct arraycache_init));
1520                 /*
1521                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1522                  */
1523                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1524
1525                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1526                     ptr;
1527                 local_irq_enable();
1528         }
1529         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1530         {
1531                 int nid;
1532
1533                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1534                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1535
1536                 for_each_online_node(nid) {
1537                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1538                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1539
1540                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1541                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1542                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1543                         }
1544                 }
1545         }
1546
1547         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1548         {
1549                 struct kmem_cache *cachep;
1550                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1551                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1552                         if (enable_cpucache(cachep))
1553                                 BUG();
1554                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1555         }
1556
1557         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1558         init_lock_keys();
1559
1560
1561         /* Done! */
1562         g_cpucache_up = FULL;
1563
1564         /*
1565          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1566          * cpu_cache_get for all new cpus
1567          */
1568         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1569
1570         /*
1571          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1572          * of the kernel is not yet operational.
1573          */
1574 }
1575
1576 static int __init cpucache_init(void)
1577 {
1578         int cpu;
1579
1580         /*
1581          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1582          */
1583         for_each_online_cpu(cpu)
1584                 start_cpu_timer(cpu);
1585         return 0;
1586 }
1587 __initcall(cpucache_init);
1588
1589 /*
1590  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1591  *
1592  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1593  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1594  * would be relatively rare and ignorable.
1595  */
1596 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1597 {
1598         struct page *page;
1599         int nr_pages;
1600         int i;
1601
1602 #ifndef CONFIG_MMU
1603         /*
1604          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1605          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1606          */
1607         flags |= __GFP_COMP;
1608 #endif
1609
1610         flags |= cachep->gfpflags;
1611
1612         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1613         if (!page)
1614                 return NULL;
1615
1616         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1617         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1618                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1619                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1620         else
1621                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1622                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1623         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1624                 __SetPageSlab(page + i);
1625         return page_address(page);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Interface to system's page release.
1630  */
1631 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1632 {
1633         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1634         struct page *page = virt_to_page(addr);
1635         const unsigned long nr_freed = i;
1636
1637         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1638                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1639                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1640         else
1641                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1642                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1643         while (i--) {
1644                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1645                 __ClearPageSlab(page);
1646                 page++;
1647         }
1648         if (current->reclaim_state)
1649                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1650         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1651 }
1652
1653 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1654 {
1655         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1656         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1657
1658         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1659         if (OFF_SLAB(cachep))
1660                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1661 }
1662
1663 #if DEBUG
1664
1665 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1666 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1667                             unsigned long caller)
1668 {
1669         int size = obj_size(cachep);
1670
1671         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1672
1673         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1674                 return;
1675
1676         *addr++ = 0x12345678;
1677         *addr++ = caller;
1678         *addr++ = smp_processor_id();
1679         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1680         {
1681                 unsigned long *sptr = &caller;
1682                 unsigned long svalue;
1683
1684                 while (!kstack_end(sptr)) {
1685                         svalue = *sptr++;
1686                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1687                                 *addr++ = svalue;
1688                                 size -= sizeof(unsigned long);
1689                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1690                                         break;
1691                         }
1692                 }
1693
1694         }
1695         *addr++ = 0x87654321;
1696 }
1697 #endif
1698
1699 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1700 {
1701         int size = obj_size(cachep);
1702         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1703
1704         memset(addr, val, size);
1705         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1706 }
1707
1708 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1709 {
1710         int i;
1711         unsigned char error = 0;
1712         int bad_count = 0;
1713
1714         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1715         for (i = 0; i < limit; i++) {
1716                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1717                         error = data[offset + i];
1718                         bad_count++;
1719                 }
1720                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1721         }
1722         printk("\n");
1723
1724         if (bad_count == 1) {
1725                 error ^= POISON_FREE;
1726                 if (!(error & (error - 1))) {
1727                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1728                                         "bad RAM.\n");
1729 #ifdef CONFIG_X86
1730                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1731                                         "test tool.\n");
1732 #else
1733                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1734 #endif
1735                 }
1736         }
1737 }
1738 #endif
1739
1740 #if DEBUG
1741
1742 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1743 {
1744         int i, size;
1745         char *realobj;
1746
1747         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1748                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1749                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1750                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1751         }
1752
1753         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1754                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1755                         *dbg_userword(cachep, objp));
1756                 print_symbol("(%s)",
1757                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1758                 printk("\n");
1759         }
1760         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1761         size = obj_size(cachep);
1762         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1763                 int limit;
1764                 limit = 16;
1765                 if (i + limit > size)
1766                         limit = size - i;
1767                 dump_line(realobj, i, limit);
1768         }
1769 }
1770
1771 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1772 {
1773         char *realobj;
1774         int size, i;
1775         int lines = 0;
1776
1777         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1778         size = obj_size(cachep);
1779
1780         for (i = 0; i < size; i++) {
1781                 char exp = POISON_FREE;
1782                 if (i == size - 1)
1783                         exp = POISON_END;
1784                 if (realobj[i] != exp) {
1785                         int limit;
1786                         /* Mismatch ! */
1787                         /* Print header */
1788                         if (lines == 0) {
1789                                 printk(KERN_ERR
1790                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1791                                         realobj, size);
1792                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1793                         }
1794                         /* Hexdump the affected line */
1795                         i = (i / 16) * 16;
1796                         limit = 16;
1797                         if (i + limit > size)
1798                                 limit = size - i;
1799                         dump_line(realobj, i, limit);
1800                         i += 16;
1801                         lines++;
1802                         /* Limit to 5 lines */
1803                         if (lines > 5)
1804                                 break;
1805                 }
1806         }
1807         if (lines != 0) {
1808                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1809                  * exist:
1810                  */
1811                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1812                 unsigned int objnr;
1813
1814                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1815                 if (objnr) {
1816                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1817                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1818                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1819                                realobj, size);
1820                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1821                 }
1822                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1823                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1824                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1825                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1826                                realobj, size);
1827                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1828                 }
1829         }
1830 }
1831 #endif
1832
1833 #if DEBUG
1834 /**
1835  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1836  * @cachep: cache pointer being destroyed
1837  * @slabp: slab pointer being destroyed
1838  *
1839  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1840  * destroyed.
1841  */
1842 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1843 {
1844         int i;
1845         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1846                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1847
1848                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1849 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1850                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1851                                         OFF_SLAB(cachep))
1852                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1853                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1854                         else
1855                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1856 #else
1857                         check_poison_obj(cachep, objp);
1858 #endif
1859                 }
1860                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1861                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1862                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1863                                            "was overwritten");
1864                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1865                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1866                                            "was overwritten");
1867                 }
1868                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1869                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1870         }
1871 }
1872 #else
1873 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1874 {
1875         if (cachep->dtor) {
1876                 int i;
1877                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1878                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1879                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1880                 }
1881         }
1882 }
1883 #endif
1884
1885 /**
1886  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1887  * @cachep: cache pointer being destroyed
1888  * @slabp: slab pointer being destroyed
1889  *
1890  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1891  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1892  * cache-lock is not held/needed.
1893  */
1894 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1895 {
1896         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1897
1898         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1899         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1900                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1901
1902                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1903                 slab_rcu->cachep = cachep;
1904                 slab_rcu->addr = addr;
1905                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1906         } else {
1907                 kmem_freepages(cachep, addr);
1908                 if (OFF_SLAB(cachep))
1909                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1910         }
1911 }
1912
1913 /*
1914  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1915  * size of kmem_list3.
1916  */
1917 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1918 {
1919         int node;
1920
1921         for_each_online_node(node) {
1922                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1923                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1924                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1925                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1926         }
1927 }
1928
1929 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1930 {
1931         int i;
1932         struct kmem_list3 *l3;
1933
1934         for_each_online_cpu(i)
1935             kfree(cachep->array[i]);
1936
1937         /* NUMA: free the list3 structures */
1938         for_each_online_node(i) {
1939                 l3 = cachep->nodelists[i];
1940                 if (l3) {
1941                         kfree(l3->shared);
1942                         free_alien_cache(l3->alien);
1943                         kfree(l3);
1944                 }
1945         }
1946         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1947 }
1948
1949
1950 /**
1951  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1952  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1953  * @size: size of objects to be created in this cache.
1954  * @align: required alignment for the objects.
1955  * @flags: slab allocation flags
1956  *
1957  * Also calculates the number of objects per slab.
1958  *
1959  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1960  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1961  * towards high-order requests, this should be changed.
1962  */
1963 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1964                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1965 {
1966         unsigned long offslab_limit;
1967         size_t left_over = 0;
1968         int gfporder;
1969
1970         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1971                 unsigned int num;
1972                 size_t remainder;
1973
1974                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1975                 if (!num)
1976                         continue;
1977
1978                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1979                         /*
1980                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1981                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1982                          * looping condition in cache_grow().
1983                          */
1984                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1985                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1986
1987                         if (num > offslab_limit)
1988                                 break;
1989                 }
1990
1991                 /* Found something acceptable - save it away */
1992                 cachep->num = num;
1993                 cachep->gfporder = gfporder;
1994                 left_over = remainder;
1995
1996                 /*
1997                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1998                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1999                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2000                  */
2001                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2002                         break;
2003
2004                 /*
2005                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2006                  * currently bad for the gfp()s.
2007                  */
2008                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2009                         break;
2010
2011                 /*
2012                  * Acceptable internal fragmentation?
2013                  */
2014                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2015                         break;
2016         }
2017         return left_over;
2018 }
2019
2020 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2021 {
2022         if (g_cpucache_up == FULL)
2023                 return enable_cpucache(cachep);
2024
2025         if (g_cpucache_up == NONE) {
2026                 /*
2027                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2028                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2029                  * further caches will BUG().
2030                  */
2031                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2032
2033                 /*
2034                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2035                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2036                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2037                  */
2038                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2039                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2040                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2041                 else
2042                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2043         } else {
2044                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2045                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2046
2047                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2048                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2049                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2050                 } else {
2051                         int node;
2052                         for_each_online_node(node) {
2053                                 cachep->nodelists[node] =
2054                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2055                                                 GFP_KERNEL, node);
2056                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2057                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2058                         }
2059                 }
2060         }
2061         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2062                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2063                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2064
2065         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2066         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2067         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2068         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2069         cachep->batchcount = 1;
2070         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2071         return 0;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * kmem_cache_create - Create a cache.
2076  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2077  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2078  * @align: The required alignment for the objects.
2079  * @flags: SLAB flags
2080  * @ctor: A constructor for the objects.
2081  * @dtor: A destructor for the objects.
2082  *
2083  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2084  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2085  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2086  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2087  *
2088  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2089  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2090  *
2091  * The flags are
2092  *
2093  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2094  * to catch references to uninitialised memory.
2095  *
2096  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2097  * for buffer overruns.
2098  *
2099  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2100  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2101  * as davem.
2102  */
2103 struct kmem_cache *
2104 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2105         unsigned long flags,
2106         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2107         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2108 {
2109         size_t left_over, slab_size, ralign;
2110         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2111
2112         /*
2113          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2114          */
2115         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2116             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2117                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2118                                 name);
2119                 BUG();
2120         }
2121
2122         /*
2123          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2124          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2125          */
2126         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2127
2128         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2129                 char tmp;
2130                 int res;
2131
2132                 /*
2133                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2134                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2135                  * area of the module.  Print a warning.
2136                  */
2137                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2138                 if (res) {
2139                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2140                                pc->buffer_size);
2141                         continue;
2142                 }
2143
2144                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2145                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2146                         dump_stack();
2147                         goto oops;
2148                 }
2149         }
2150
2151 #if DEBUG
2152         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2153         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2154                 /* No constructor, but inital state check requested */
2155                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2156                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2157                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2158         }
2159 #if FORCED_DEBUG
2160         /*
2161          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2162          * large objects, if the increased size would increase the object size
2163          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2164          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2165          */
2166         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2167                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2168         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2169                 flags |= SLAB_POISON;
2170 #endif
2171         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2172                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2173 #endif
2174         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2175                 BUG_ON(dtor);
2176
2177         /*
2178          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2179          * isn't available.
2180          */
2181         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2182
2183         /*
2184          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2185          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2186          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2187          */
2188         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2189                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2190                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2191         }
2192
2193         /* calculate the final buffer alignment: */
2194
2195         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2196         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2197                 /*
2198                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2199                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2200                  * one cacheline.
2201                  */
2202                 ralign = cache_line_size();
2203                 while (size <= ralign / 2)
2204                         ralign /= 2;
2205         } else {
2206                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2207         }
2208
2209         /*
2210          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2211          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2212          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2213          */
2214         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2215                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2216
2217         /* 2) arch mandated alignment */
2218         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2219                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2220         }
2221         /* 3) caller mandated alignment */
2222         if (ralign < align) {
2223                 ralign = align;
2224         }
2225         /* disable debug if necessary */
2226         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2227                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2228         /*
2229          * 4) Store it.
2230          */
2231         align = ralign;
2232
2233         /* Get cache's description obj. */
2234         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2235         if (!cachep)
2236                 goto oops;
2237
2238 #if DEBUG
2239         cachep->obj_size = size;
2240
2241         /*
2242          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2243          * into align above.
2244          */
2245         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2246                 /* add space for red zone words */
2247                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2248                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2249         }
2250         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2251                 /* user store requires one word storage behind the end of
2252                  * the real object.
2253                  */
2254                 size += BYTES_PER_WORD;
2255         }
2256 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2257         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2258             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2259                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2260                 size = PAGE_SIZE;
2261         }
2262 #endif
2263 #endif
2264
2265         /*
2266          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2267          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2268          * it too early on.)
2269          */
2270         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2271                 /*
2272                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2273                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2274                  */
2275                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2276
2277         size = ALIGN(size, align);
2278
2279         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2280
2281         if (!cachep->num) {
2282                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2283                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2284                 cachep = NULL;
2285                 goto oops;
2286         }
2287         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2288                           + sizeof(struct slab), align);
2289
2290         /*
2291          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2292          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2293          */
2294         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2295                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2296                 left_over -= slab_size;
2297         }
2298
2299         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2300                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2301                 slab_size =
2302                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2303         }
2304
2305         cachep->colour_off = cache_line_size();
2306         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2307         if (cachep->colour_off < align)
2308                 cachep->colour_off = align;
2309         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2310         cachep->slab_size = slab_size;
2311         cachep->flags = flags;
2312         cachep->gfpflags = 0;
2313         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2314                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2315         cachep->buffer_size = size;
2316
2317         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2318                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2319                 /*
2320                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2321                  * But since we go off slab only for object size greater than
2322                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2323                  * this should not happen at all.
2324                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2325                  */
2326                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2327         }
2328         cachep->ctor = ctor;
2329         cachep->dtor = dtor;
2330         cachep->name = name;
2331
2332         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2333                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2334                 cachep = NULL;
2335                 goto oops;
2336         }
2337
2338         /* cache setup completed, link it into the list */
2339         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2340 oops:
2341         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2342                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2343                       name);
2344         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2345         return cachep;
2346 }
2347 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2348
2349 #if DEBUG
2350 static void check_irq_off(void)
2351 {
2352         BUG_ON(!irqs_disabled());
2353 }
2354
2355 static void check_irq_on(void)
2356 {
2357         BUG_ON(irqs_disabled());
2358 }
2359
2360 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2361 {
2362 #ifdef CONFIG_SMP
2363         check_irq_off();
2364         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2365 #endif
2366 }
2367
2368 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2369 {
2370 #ifdef CONFIG_SMP
2371         check_irq_off();
2372         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2373 #endif
2374 }
2375
2376 #else
2377 #define check_irq_off() do { } while(0)
2378 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2379 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2380 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2381 #endif
2382
2383 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2384                         struct array_cache *ac,
2385                         int force, int node);
2386
2387 static void do_drain(void *arg)
2388 {
2389         struct kmem_cache *cachep = arg;
2390         struct array_cache *ac;
2391         int node = numa_node_id();
2392
2393         check_irq_off();
2394         ac = cpu_cache_get(cachep);
2395         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2396         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2397         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2398         ac->avail = 0;
2399 }
2400
2401 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2402 {
2403         struct kmem_list3 *l3;
2404         int node;
2405
2406         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2407         check_irq_on();
2408         for_each_online_node(node) {
2409                 l3 = cachep->nodelists[node];
2410                 if (l3 && l3->alien)
2411                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2412         }
2413
2414         for_each_online_node(node) {
2415                 l3 = cachep->nodelists[node];
2416                 if (l3)
2417                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2418         }
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Remove slabs from the list of free slabs.
2423  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2424  *
2425  * Returns the actual number of slabs released.
2426  */
2427 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2428                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2429 {
2430         struct list_head *p;
2431         int nr_freed;
2432         struct slab *slabp;
2433
2434         nr_freed = 0;
2435         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2436
2437                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2438                 p = l3->slabs_free.prev;
2439                 if (p == &l3->slabs_free) {
2440                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2441                         goto out;
2442                 }
2443
2444                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2445 #if DEBUG
2446                 BUG_ON(slabp->inuse);
2447 #endif
2448                 list_del(&slabp->list);
2449                 /*
2450                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2451                  * to the cache.
2452                  */
2453                 l3->free_objects -= cache->num;
2454                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2455                 slab_destroy(cache, slabp);
2456                 nr_freed++;
2457         }
2458 out:
2459         return nr_freed;
2460 }
2461
2462 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2463 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2464 {
2465         int ret = 0, i = 0;
2466         struct kmem_list3 *l3;
2467
2468         drain_cpu_caches(cachep);
2469
2470         check_irq_on();
2471         for_each_online_node(i) {
2472                 l3 = cachep->nodelists[i];
2473                 if (!l3)
2474                         continue;
2475
2476                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2477
2478                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2479                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2480         }
2481         return (ret ? 1 : 0);
2482 }
2483
2484 /**
2485  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2486  * @cachep: The cache to shrink.
2487  *
2488  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2489  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2490  */
2491 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2492 {
2493         int ret;
2494         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2495
2496         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2497         ret = __cache_shrink(cachep);
2498         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2499         return ret;
2500 }
2501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2502
2503 /**
2504  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2505  * @cachep: the cache to destroy
2506  *
2507  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2508  *
2509  * It is expected this function will be called by a module when it is
2510  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2511  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2512  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2513  *
2514  * The cache must be empty before calling this function.
2515  *
2516  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2517  * during the kmem_cache_destroy().
2518  */
2519 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2520 {
2521         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2522
2523         /* Find the cache in the chain of caches. */
2524         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2525         /*
2526          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2527          */
2528         list_del(&cachep->next);
2529         if (__cache_shrink(cachep)) {
2530                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2531                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2532                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2533                 return;
2534         }
2535
2536         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2537                 synchronize_rcu();
2538
2539         __kmem_cache_destroy(cachep);
2540         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2541 }
2542 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2543
2544 /*
2545  * Get the memory for a slab management obj.
2546  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2547  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2548  * come from the same cache which is getting created because,
2549  * when we are searching for an appropriate cache for these
2550  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2551  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2552  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2553  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2554  */
2555 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2556                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2557                                    int nodeid)
2558 {
2559         struct slab *slabp;
2560
2561         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2562                 /* Slab management obj is off-slab. */
2563                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2564                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2565                 if (!slabp)
2566                         return NULL;
2567         } else {
2568                 slabp = objp + colour_off;
2569                 colour_off += cachep->slab_size;
2570         }
2571         slabp->inuse = 0;
2572         slabp->colouroff = colour_off;
2573         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2574         slabp->nodeid = nodeid;
2575         return slabp;
2576 }
2577
2578 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2579 {
2580         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2581 }
2582
2583 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2584                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2585 {
2586         int i;
2587
2588         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2589                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2590 #if DEBUG
2591                 /* need to poison the objs? */
2592                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2593                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2594                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2595                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2596
2597                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2598                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2599                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2600                 }
2601                 /*
2602                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2603                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2604                  * They must also be threaded.
2605                  */
2606                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2607                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2608                                      ctor_flags);
2609
2610                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2611                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2612                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2613                                            " end of an object");
2614                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2615                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2616                                            " start of an object");
2617                 }
2618                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2619                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2620                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2621                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2622 #else
2623                 if (cachep->ctor)
2624                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2625 #endif
2626                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2627         }
2628         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2629         slabp->free = 0;
2630 }
2631
2632 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2633 {
2634         if (flags & GFP_DMA)
2635                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2636         else
2637                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2638 }
2639
2640 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2641                                 int nodeid)
2642 {
2643         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2644         kmem_bufctl_t next;
2645
2646         slabp->inuse++;
2647         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2648 #if DEBUG
2649         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2650         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2651 #endif
2652         slabp->free = next;
2653
2654         return objp;
2655 }
2656
2657 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2658                                 void *objp, int nodeid)
2659 {
2660         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2661
2662 #if DEBUG
2663         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2664         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2665
2666         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2667                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2668                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2669                 BUG();
2670         }
2671 #endif
2672         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2673         slabp->free = objnr;
2674         slabp->inuse--;
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2679  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2680  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2681  */
2682 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2683                            void *addr)
2684 {
2685         int nr_pages;
2686         struct page *page;
2687
2688         page = virt_to_page(addr);
2689
2690         nr_pages = 1;
2691         if (likely(!PageCompound(page)))
2692                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2693
2694         do {
2695                 page_set_cache(page, cache);
2696                 page_set_slab(page, slab);
2697                 page++;
2698         } while (--nr_pages);
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2703  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2704  */
2705 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2706                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2707 {
2708         struct slab *slabp;
2709         size_t offset;
2710         gfp_t local_flags;
2711         unsigned long ctor_flags;
2712         struct kmem_list3 *l3;
2713
2714         /*
2715          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2716          * critical path in kmem_cache_alloc().
2717          */
2718         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2719         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2720                 return 0;
2721
2722         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2723         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2724         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2725                 /*
2726                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2727                  * this - it might need to know...
2728                  */
2729                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2730
2731         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2732         check_irq_off();
2733         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2734         spin_lock(&l3->list_lock);
2735
2736         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2737         offset = l3->colour_next;
2738         l3->colour_next++;
2739         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2740                 l3->colour_next = 0;
2741         spin_unlock(&l3->list_lock);
2742
2743         offset *= cachep->colour_off;
2744
2745         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2746                 local_irq_enable();
2747
2748         /*
2749          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2750          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2751          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2752          * will eventually be caught here (where it matters).
2753          */
2754         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2755
2756         /*
2757          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2758          * 'nodeid'.
2759          */
2760         if (!objp)
2761                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2762         if (!objp)
2763                 goto failed;
2764
2765         /* Get slab management. */
2766         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2767                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2768         if (!slabp)
2769                 goto opps1;
2770
2771         slabp->nodeid = nodeid;
2772         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2773
2774         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2775
2776         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2777                 local_irq_disable();
2778         check_irq_off();
2779         spin_lock(&l3->list_lock);
2780
2781         /* Make slab active. */
2782         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2783         STATS_INC_GROWN(cachep);
2784         l3->free_objects += cachep->num;
2785         spin_unlock(&l3->list_lock);
2786         return 1;
2787 opps1:
2788         kmem_freepages(cachep, objp);
2789 failed:
2790         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2791                 local_irq_disable();
2792         return 0;
2793 }
2794
2795 #if DEBUG
2796
2797 /*
2798  * Perform extra freeing checks:
2799  * - detect bad pointers.
2800  * - POISON/RED_ZONE checking
2801  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2802  */
2803 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2804 {
2805         struct page *page;
2806
2807         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2808                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2809                        (unsigned long)objp);
2810                 BUG();
2811         }
2812         page = virt_to_page(objp);
2813         if (!PageSlab(page)) {
2814                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2815                        (unsigned long)objp);
2816                 BUG();
2817         }
2818 }
2819
2820 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2821 {
2822         unsigned long redzone1, redzone2;
2823
2824         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2825         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2826
2827         /*
2828          * Redzone is ok.
2829          */
2830         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2831                 return;
2832
2833         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2834                 slab_error(cache, "double free detected");
2835         else
2836                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2837
2838         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2839                         obj, redzone1, redzone2);
2840 }
2841
2842 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2843                                    void *caller)
2844 {
2845         struct page *page;
2846         unsigned int objnr;
2847         struct slab *slabp;
2848
2849         objp -= obj_offset(cachep);
2850         kfree_debugcheck(objp);
2851         page = virt_to_page(objp);
2852
2853         slabp = page_get_slab(page);
2854
2855         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2856                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2857                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2858                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2859         }
2860         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2861                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2862
2863         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2864
2865         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2866         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2867
2868         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2869                 /*
2870                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2871                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2872                  * the cache-lock held.
2873                  */
2874                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2875                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2876         }
2877         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2878                 /* we want to cache poison the object,
2879                  * call the destruction callback
2880                  */
2881                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2882         }
2883 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2884         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2885 #endif
2886         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2887 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2888                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2889                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2890                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2891                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2892                 } else {
2893                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2894                 }
2895 #else
2896                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2897 #endif
2898         }
2899         return objp;
2900 }
2901
2902 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2903 {
2904         kmem_bufctl_t i;
2905         int entries = 0;
2906
2907         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2908         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2909                 entries++;
2910                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2911                         goto bad;
2912         }
2913         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2914 bad:
2915                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2916                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2917                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2918                 for (i = 0;
2919                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2920                      i++) {
2921                         if (i % 16 == 0)
2922                                 printk("\n%03x:", i);
2923                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2924                 }
2925                 printk("\n");
2926                 BUG();
2927         }
2928 }
2929 #else
2930 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2931 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2932 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2933 #endif
2934
2935 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2936 {
2937         int batchcount;
2938         struct kmem_list3 *l3;
2939         struct array_cache *ac;
2940         int node;
2941
2942         node = numa_node_id();
2943
2944         check_irq_off();
2945         ac = cpu_cache_get(cachep);
2946 retry:
2947         batchcount = ac->batchcount;
2948         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2949                 /*
2950                  * If there was little recent activity on this cache, then
2951                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2952                  * refill bouncing.
2953                  */
2954                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2955         }
2956         l3 = cachep->nodelists[node];
2957
2958         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2959         spin_lock(&l3->list_lock);
2960
2961         /* See if we can refill from the shared array */
2962         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2963                 goto alloc_done;
2964
2965         while (batchcount > 0) {
2966                 struct list_head *entry;
2967                 struct slab *slabp;
2968                 /* Get slab alloc is to come from. */
2969                 entry = l3->slabs_partial.next;
2970                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2971                         l3->free_touched = 1;
2972                         entry = l3->slabs_free.next;
2973                         if (entry == &l3->slabs_free)
2974                                 goto must_grow;
2975                 }
2976
2977                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2978                 check_slabp(cachep, slabp);
2979                 check_spinlock_acquired(cachep);
2980                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2981                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2982                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2983                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2984
2985                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2986                                                             node);
2987                 }
2988                 check_slabp(cachep, slabp);
2989
2990                 /* move slabp to correct slabp list: */
2991                 list_del(&slabp->list);
2992                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2993                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2994                 else
2995                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2996         }
2997
2998 must_grow:
2999         l3->free_objects -= ac->avail;
3000 alloc_done:
3001         spin_unlock(&l3->list_lock);
3002
3003         if (unlikely(!ac->avail)) {
3004                 int x;
3005                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3006
3007                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3008                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3009                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3010                         return NULL;
3011
3012                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3013                         goto retry;
3014         }
3015         ac->touched = 1;
3016         return ac->entry[--ac->avail];
3017 }
3018
3019 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3020                                                 gfp_t flags)
3021 {
3022         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3023 #if DEBUG
3024         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3025 #endif
3026 }
3027
3028 #if DEBUG
3029 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3030                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3031 {
3032         if (!objp)
3033                 return objp;
3034         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3035 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3036                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3037                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3038                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3039                 else
3040                         check_poison_obj(cachep, objp);
3041 #else
3042                 check_poison_obj(cachep, objp);
3043 #endif
3044                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3045         }
3046         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3047                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3048
3049         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3050                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3051                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3052                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3053                                                 " object was overwritten");
3054                         printk(KERN_ERR
3055                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3056                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3057                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3058                 }
3059                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3060                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3061         }
3062 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3063         {
3064                 struct slab *slabp;
3065                 unsigned objnr;
3066
3067                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3068                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3069                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3070         }
3071 #endif
3072         objp += obj_offset(cachep);
3073         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3074                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3075
3076                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3077                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3078
3079                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3080         }
3081 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3082         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3083                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3084                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3085         }
3086 #endif
3087         return objp;
3088 }
3089 #else
3090 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3091 #endif
3092
3093 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3094
3095 static struct failslab_attr {
3096
3097         struct fault_attr attr;
3098
3099         u32 ignore_gfp_wait;
3100 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3101         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3102 #endif
3103
3104 } failslab = {
3105         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3106         .ignore_gfp_wait = 1,
3107 };
3108
3109 static int __init setup_failslab(char *str)
3110 {
3111         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3112 }
3113 __setup("failslab=", setup_failslab);
3114
3115 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3116 {
3117         if (cachep == &cache_cache)
3118                 return 0;
3119         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3120                 return 0;
3121         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3122                 return 0;
3123
3124         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3125 }
3126
3127 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3128
3129 static int __init failslab_debugfs(void)
3130 {
3131         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3132         struct dentry *dir;
3133         int err;
3134
3135         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3136         if (err)
3137                 return err;
3138         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3139
3140         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3141                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3142                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3143
3144         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3145                 err = -ENOMEM;
3146                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3147                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3148         }
3149
3150         return err;
3151 }
3152
3153 late_initcall(failslab_debugfs);
3154
3155 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3156
3157 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3158
3159 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3160 {
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3165
3166 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3167 {
3168         void *objp;
3169         struct array_cache *ac;
3170
3171         check_irq_off();
3172
3173         if (should_failslab(cachep, flags))
3174                 return NULL;
3175
3176         ac = cpu_cache_get(cachep);
3177         if (likely(ac->avail)) {
3178                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3179                 ac->touched = 1;
3180                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3181         } else {
3182                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3183                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3184         }
3185         return objp;
3186 }
3187
3188 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3189                                                 gfp_t flags, void *caller)
3190 {
3191         unsigned long save_flags;
3192         void *objp = NULL;
3193
3194         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3195
3196         local_irq_save(save_flags);
3197
3198         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3199                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3200                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3201
3202         if (!objp)
3203                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3204         /*
3205          * We may just have run out of memory on the local node.
3206          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3207          */
3208         if (NUMA_BUILD && !objp)
3209                 objp = ____cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3210         local_irq_restore(save_flags);
3211         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3212                                             caller);
3213         prefetchw(objp);
3214         return objp;
3215 }
3216
3217 #ifdef CONFIG_NUMA
3218 /*
3219  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3220  *
3221  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3222  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3223  */
3224 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3225 {
3226         int nid_alloc, nid_here;
3227
3228         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3229                 return NULL;
3230         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3231         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3232                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3233         else if (current->mempolicy)
3234                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3235         if (nid_alloc != nid_here)
3236                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3237         return NULL;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3242  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3243  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3244  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3245  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3246  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3247  */
3248 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3249 {
3250         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3251                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3252         struct zone **z;
3253         void *obj = NULL;
3254         int nid;
3255         gfp_t local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3256
3257 retry:
3258         /*
3259          * Look through allowed nodes for objects available
3260          * from existing per node queues.
3261          */
3262         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3263                 nid = zone_to_nid(*z);
3264
3265                 if (cpuset_zone_allowed(*z, flags | __GFP_HARDWALL) &&
3266                         cache->nodelists[nid] &&
3267                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3268                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3269                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3270         }
3271
3272         if (!obj) {
3273                 /*
3274                  * This allocation will be performed within the constraints
3275                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3276                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3277                  * set and go into memory reserves if necessary.
3278                  */
3279                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3280                         local_irq_enable();
3281                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3282                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3283                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3284                         local_irq_disable();
3285                 if (obj) {
3286                         /*
3287                          * Insert into the appropriate per node queues
3288                          */
3289                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3290                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3291                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3292                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3293                                 if (!obj)
3294                                         /*
3295                                          * Another processor may allocate the
3296                                          * objects in the slab since we are
3297                                          * not holding any locks.
3298                                          */
3299                                         goto retry;
3300                         } else {
3301                                 kmem_freepages(cache, obj);
3302                                 obj = NULL;
3303                         }
3304                 }
3305         }
3306         return obj;
3307 }
3308
3309 /*
3310  * A interface to enable slab creation on nodeid
3311  */
3312 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3313                                 int nodeid)
3314 {
3315         struct list_head *entry;
3316         struct slab *slabp;
3317         struct kmem_list3 *l3;
3318         void *obj;
3319         int x;
3320
3321         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3322         BUG_ON(!l3);
3323
3324 retry:
3325         check_irq_off();
3326         spin_lock(&l3->list_lock);
3327         entry = l3->slabs_partial.next;
3328         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3329                 l3->free_touched = 1;
3330                 entry = l3->slabs_free.next;
3331                 if (entry == &l3->slabs_free)
3332                         goto must_grow;
3333         }
3334
3335         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3336         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3337         check_slabp(cachep, slabp);
3338
3339         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3340         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3341         STATS_SET_HIGH(cachep);
3342
3343         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3344
3345         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3346         check_slabp(cachep, slabp);
3347         l3->free_objects--;
3348         /* move slabp to correct slabp list: */
3349         list_del(&slabp->list);
3350
3351         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3352                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3353         else
3354                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3355
3356         spin_unlock(&l3->list_lock);
3357         goto done;
3358
3359 must_grow:
3360         spin_unlock(&l3->list_lock);
3361         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3362         if (x)
3363                 goto retry;
3364
3365         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3366                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3367                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3368
3369         return NULL;
3370
3371 done:
3372         return obj;
3373 }
3374 #endif
3375
3376 /*
3377  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3378  */
3379 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3380                        int node)
3381 {
3382         int i;
3383         struct kmem_list3 *l3;
3384
3385         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3386                 void *objp = objpp[i];
3387                 struct slab *slabp;
3388
3389                 slabp = virt_to_slab(objp);
3390                 l3 = cachep->nodelists[node];
3391                 list_del(&slabp->list);
3392                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3393                 check_slabp(cachep, slabp);
3394                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3395                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3396                 l3->free_objects++;
3397                 check_slabp(cachep, slabp);
3398
3399                 /* fixup slab chains */
3400                 if (slabp->inuse == 0) {
3401                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3402                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3403                                 /* No need to drop any previously held
3404                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3405                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3406                                  * a different cache, refer to comments before
3407                                  * alloc_slabmgmt.
3408                                  */
3409                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3410                         } else {
3411                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3412                         }
3413                 } else {
3414                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3415                          * partial list on free - maximum time for the
3416                          * other objects to be freed, too.
3417                          */
3418                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3419                 }
3420         }
3421 }
3422
3423 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3424 {
3425         int batchcount;
3426         struct kmem_list3 *l3;
3427         int node = numa_node_id();
3428
3429         batchcount = ac->batchcount;
3430 #if DEBUG
3431         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3432 #endif
3433         check_irq_off();
3434         l3 = cachep->nodelists[node];
3435         spin_lock(&l3->list_lock);
3436         if (l3->shared) {
3437                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3438                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3439                 if (max) {
3440                         if (batchcount > max)
3441                                 batchcount = max;
3442                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3443                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3444                         shared_array->avail += batchcount;
3445                         goto free_done;
3446                 }
3447         }
3448
3449         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3450 free_done:
3451 #if STATS
3452         {
3453                 int i = 0;
3454                 struct list_head *p;
3455
3456                 p = l3->slabs_free.next;
3457                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3458                         struct slab *slabp;
3459
3460                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3461                         BUG_ON(slabp->inuse);
3462
3463                         i++;
3464                         p = p->next;
3465                 }
3466                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3467         }
3468 #endif
3469         spin_unlock(&l3->list_lock);
3470         ac->avail -= batchcount;
3471         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3472 }
3473
3474 /*
3475  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3476  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3477  */
3478 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3479 {
3480         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3481
3482         check_irq_off();
3483         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3484
3485         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3486                 return;
3487
3488         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3489                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3490                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3491                 return;
3492         } else {
3493                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3494                 cache_flusharray(cachep, ac);
3495                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3496         }
3497 }
3498
3499 /**
3500  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3501  * @cachep: The cache to allocate from.
3502  * @flags: See kmalloc().
3503  *
3504  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3505  * if the cache has no available objects.
3506  */
3507 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3508 {
3509         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3510 }
3511 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3512
3513 /**
3514  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3515  * @cache: The cache to allocate from.
3516  * @flags: See kmalloc().
3517  *
3518  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3519  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3520  */
3521 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3522 {
3523         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3524         if (ret)
3525                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3526         return ret;
3527 }
3528 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3529
3530 /**
3531  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3532  *      be a slab entry.
3533  * @cachep: the cache we're checking against
3534  * @ptr: pointer to validate
3535  *
3536  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3537  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3538  * part of the slab cache in question, but it at least
3539  * validates that the pointer can be dereferenced and
3540  * looks half-way sane.
3541  *
3542  * Currently only used for dentry validation.
3543  */
3544 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3545 {
3546         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3547         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3548         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3549         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3550         struct page *page;
3551
3552         if (unlikely(addr < min_addr))
3553                 goto out;
3554         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3555                 goto out;
3556         if (unlikely(addr & align_mask))
3557                 goto out;
3558         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3559                 goto out;
3560         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3561                 goto out;
3562         page = virt_to_page(ptr);
3563         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3564                 goto out;
3565         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3566                 goto out;
3567         return 1;
3568 out:
3569         return 0;
3570 }
3571
3572 #ifdef CONFIG_NUMA
3573 /**
3574  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3575  * @cachep: The cache to allocate from.
3576  * @flags: See kmalloc().
3577  * @nodeid: node number of the target node.
3578  *
3579  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3580  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3581  *
3582  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3583  */
3584 static __always_inline void *
3585 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3586                 int nodeid, void *caller)
3587 {
3588         unsigned long save_flags;
3589         void *ptr = NULL;
3590
3591         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3592         local_irq_save(save_flags);
3593
3594         if (unlikely(nodeid == -1))
3595                 nodeid = numa_node_id();
3596
3597         if (likely(cachep->nodelists[nodeid])) {
3598                 if (nodeid == numa_node_id()) {
3599                         /*
3600                          * Use the locally cached objects if possible.
3601                          * However ____cache_alloc does not allow fallback
3602                          * to other nodes. It may fail while we still have
3603                          * objects on other nodes available.
3604                          */
3605                         ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3606                 }
3607                 if (!ptr) {
3608                         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3609                         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3610                 }
3611         } else {
3612                 /* Node not bootstrapped yet */
3613                 if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3614                         ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3615         }
3616
3617         local_irq_restore(save_flags);
3618         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3619
3620         return ptr;
3621 }
3622
3623 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3624 {
3625         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3626                         __builtin_return_address(0));
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3629
3630 static __always_inline void *
3631 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3632 {
3633         struct kmem_cache *cachep;
3634
3635         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3636         if (unlikely(cachep == NULL))
3637                 return NULL;
3638         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3639 }
3640
3641 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3642 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3643 {
3644         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3645                         __builtin_return_address(0));
3646 }
3647 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3648
3649 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3650                 int node, void *caller)
3651 {
3652         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3653 }
3654 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3655 #else
3656 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3657 {
3658         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3661 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3662 #endif /* CONFIG_NUMA */
3663
3664 /**
3665  * __do_kmalloc - allocate memory
3666  * @size: how many bytes of memory are required.
3667  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3668  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3669  */
3670 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3671                                           void *caller)
3672 {
3673         struct kmem_cache *cachep;
3674
3675         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3676          * __ with kmem_.
3677          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3678          * functions.
3679          */
3680         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3681         if (unlikely(cachep == NULL))
3682                 return NULL;
3683         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3684 }
3685
3686
3687 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3688 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3689 {
3690         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3693
3694 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3695 {
3696         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3697 }
3698 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3699
3700 #else
3701 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3702 {
3703         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3704 }
3705 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3706 #endif
3707
3708 /**
3709  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3710  * @cachep: The cache the allocation was from.
3711  * @objp: The previously allocated object.
3712  *
3713  * Free an object which was previously allocated from this
3714  * cache.
3715  */
3716 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3717 {
3718         unsigned long flags;
3719
3720         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3721
3722         local_irq_save(flags);
3723         __cache_free(cachep, objp);
3724         local_irq_restore(flags);
3725 }
3726 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3727
3728 /**
3729  * kfree - free previously allocated memory
3730  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3731  *
3732  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3733  *
3734  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3735  * or you will run into trouble.
3736  */
3737 void kfree(const void *objp)
3738 {
3739         struct kmem_cache *c;
3740         unsigned long flags;
3741
3742         if (unlikely(!objp))
3743                 return;
3744         local_irq_save(flags);
3745         kfree_debugcheck(objp);
3746         c = virt_to_cache(objp);
3747         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3748         __cache_free(c, (void *)objp);
3749         local_irq_restore(flags);
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3752
3753 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3754 {
3755         return obj_size(cachep);
3756 }
3757 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3758
3759 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3760 {
3761         return cachep->name;
3762 }
3763 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3764
3765 /*
3766  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3767  */
3768 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3769 {
3770         int node;
3771         struct kmem_list3 *l3;
3772         struct array_cache *new_shared;
3773         struct array_cache **new_alien = NULL;
3774
3775         for_each_online_node(node) {
3776
3777                 if (use_alien_caches) {
3778                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3779                         if (!new_alien)
3780                                 goto fail;
3781                 }
3782
3783                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3784                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3785                                         0xbaadf00d);
3786                 if (!new_shared) {
3787                         free_alien_cache(new_alien);
3788                         goto fail;
3789                 }
3790
3791                 l3 = cachep->nodelists[node];
3792                 if (l3) {
3793                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3794
3795                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3796
3797                         if (shared)
3798                                 free_block(cachep, shared->entry,
3799                                                 shared->avail, node);
3800
3801                         l3->shared = new_shared;
3802                         if (!l3->alien) {
3803                                 l3->alien = new_alien;
3804                                 new_alien = NULL;
3805                         }
3806                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3807                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3808                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3809                         kfree(shared);
3810                         free_alien_cache(new_alien);
3811                         continue;
3812                 }
3813                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3814                 if (!l3) {
3815                         free_alien_cache(new_alien);
3816                         kfree(new_shared);
3817                         goto fail;
3818                 }
3819
3820                 kmem_list3_init(l3);
3821                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3822                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3823                 l3->shared = new_shared;
3824                 l3->alien = new_alien;
3825                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3826                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3827                 cachep->nodelists[node] = l3;
3828         }
3829         return 0;
3830
3831 fail:
3832         if (!cachep->next.next) {
3833                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3834                 node--;
3835                 while (node >= 0) {
3836                         if (cachep->nodelists[node]) {
3837                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3838
3839                                 kfree(l3->shared);
3840                                 free_alien_cache(l3->alien);
3841                                 kfree(l3);
3842                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3843                         }
3844                         node--;
3845                 }
3846         }
3847         return -ENOMEM;
3848 }
3849
3850 struct ccupdate_struct {
3851         struct kmem_cache *cachep;
3852         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3853 };
3854
3855 static void do_ccupdate_local(void *info)
3856 {
3857         struct ccupdate_struct *new = info;
3858         struct array_cache *old;
3859
3860         check_irq_off();
3861         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3862
3863         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3864         new->new[smp_processor_id()] = old;
3865 }
3866
3867 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3868 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3869                                 int batchcount, int shared)
3870 {
3871         struct ccupdate_struct *new;
3872         int i;
3873
3874         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3875         if (!new)
3876                 return -ENOMEM;
3877
3878         for_each_online_cpu(i) {
3879                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3880                                                 batchcount);
3881                 if (!new->new[i]) {
3882                         for (i--; i >= 0; i--)
3883                                 kfree(new->new[i]);
3884                         kfree(new);
3885                         return -ENOMEM;
3886                 }
3887         }
3888         new->cachep = cachep;
3889
3890         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3891
3892         check_irq_on();
3893         cachep->batchcount = batchcount;
3894         cachep->limit = limit;
3895         cachep->shared = shared;
3896
3897         for_each_online_cpu(i) {
3898                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3899                 if (!ccold)
3900                         continue;
3901                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3902                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3903                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3904                 kfree(ccold);
3905         }
3906         kfree(new);
3907         return alloc_kmemlist(cachep);
3908 }
3909
3910 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3911 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3912 {
3913         int err;
3914         int limit, shared;
3915
3916         /*
3917          * The head array serves three purposes:
3918          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3919          * - reduce the number of spinlock operations.
3920          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3921          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3922          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3923          * Bonwick.
3924          */
3925         if (cachep->buffer_size > 131072)
3926                 limit = 1;
3927         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3928                 limit = 8;
3929         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3930                 limit = 24;
3931         else if (cachep->buffer_size > 256)
3932                 limit = 54;
3933         else
3934                 limit = 120;
3935
3936         /*
3937          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3938          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3939          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3940          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3941          * replaces Bonwick's magazine layer.
3942          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3943          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3944          */
3945         shared = 0;
3946 #ifdef CONFIG_SMP
3947         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3948                 shared = 8;
3949 #endif
3950
3951 #if DEBUG
3952         /*
3953          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3954          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3955          */
3956         if (limit > 32)
3957                 limit = 32;
3958 #endif
3959         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3960         if (err)
3961                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3962                        cachep->name, -err);
3963         return err;
3964 }
3965
3966 /*
3967  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3968  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3969  * if drain_array() is used on the shared array.
3970  */
3971 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3972                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3973 {
3974         int tofree;
3975
3976         if (!ac || !ac->avail)
3977                 return;
3978         if (ac->touched && !force) {
3979                 ac->touched = 0;
3980         } else {
3981                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3982                 if (ac->avail) {
3983                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3984                         if (tofree > ac->avail)
3985                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3986                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3987                         ac->avail -= tofree;
3988                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3989                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3990                 }
3991                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3992         }
3993 }
3994
3995 /**
3996  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3997  * @unused: unused parameter
3998  *
3999  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4000  * Purpose:
4001  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4002  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4003  *
4004  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4005  * again on the next iteration.
4006  */
4007 static void cache_reap(struct work_struct *unused)
4008 {
4009         struct kmem_cache *searchp;
4010         struct kmem_list3 *l3;
4011         int node = numa_node_id();
4012
4013         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
4014                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4015                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
4016                                       round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4017                 return;
4018         }
4019
4020         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4021                 check_irq_on();
4022
4023                 /*
4024                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4025                  * have established with reasonable certainty that
4026                  * we can do some work if the lock was obtained.
4027                  */
4028                 l3 = searchp->nodelists[node];
4029
4030                 reap_alien(searchp, l3);
4031
4032                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4033
4034                 /*
4035                  * These are racy checks but it does not matter
4036                  * if we skip one check or scan twice.
4037                  */
4038                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4039                         goto next;
4040
4041                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4042
4043                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4044
4045                 if (l3->free_touched)
4046                         l3->free_touched = 0;
4047                 else {
4048                         int freed;
4049
4050                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4051                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4052                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4053                 }
4054 next:
4055                 cond_resched();
4056         }
4057         check_irq_on();
4058         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4059         next_reap_node();
4060         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4061         /* Set up the next iteration */
4062         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
4063                 round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4064 }
4065
4066 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4067
4068 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4069 {
4070         /*
4071          * Output format version, so at least we can change it
4072          * without _too_ many complaints.
4073          */
4074 #if STATS
4075         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4076 #else
4077         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4078 #endif
4079         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4080                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4081         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4082         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4083 #if STATS
4084         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4085                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4086         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4087 #endif
4088         seq_putc(m, '\n');
4089 }
4090
4091 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4092 {
4093         loff_t n = *pos;
4094         struct list_head *p;
4095
4096         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4097         if (!n)
4098                 print_slabinfo_header(m);
4099         p = cache_chain.next;
4100         while (n--) {
4101                 p = p->next;
4102                 if (p == &cache_chain)
4103                         return NULL;
4104         }
4105         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4106 }
4107
4108 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4109 {
4110         struct kmem_cache *cachep = p;
4111         ++*pos;
4112         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4113                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4114 }
4115
4116 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4117 {
4118         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4119 }
4120
4121 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4122 {
4123         struct kmem_cache *cachep = p;
4124         struct slab *slabp;
4125         unsigned long active_objs;
4126         unsigned long num_objs;
4127         unsigned long active_slabs = 0;
4128         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4129         const char *name;
4130         char *error = NULL;
4131         int node;
4132         struct kmem_list3 *l3;
4133
4134         active_objs = 0;
4135         num_slabs = 0;
4136         for_each_online_node(node) {
4137                 l3 = cachep->nodelists[node];
4138                 if (!l3)
4139                         continue;
4140
4141                 check_irq_on();
4142                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4143
4144                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4145                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4146                                 error = "slabs_full accounting error";
4147                         active_objs += cachep->num;
4148                         active_slabs++;
4149                 }
4150                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4151                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4152                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4153                         if (!slabp->inuse && !error)
4154                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4155                         active_objs += slabp->inuse;
4156                         active_slabs++;
4157                 }
4158                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4159                         if (slabp->inuse && !error)
4160                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4161                         num_slabs++;
4162                 }
4163                 free_objects += l3->free_objects;
4164                 if (l3->shared)
4165                         shared_avail += l3->shared->avail;
4166
4167                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4168         }
4169         num_slabs += active_slabs;
4170         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4171         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4172                 error = "free_objects accounting error";
4173
4174         name = cachep->name;
4175         if (error)
4176                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4177
4178         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4179                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4180                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4181         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4182                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4183         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4184                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4185 #if STATS
4186         {                       /* list3 stats */
4187                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4188                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4189                 unsigned long grown = cachep->grown;
4190                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4191                 unsigned long errors = cachep->errors;
4192                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4193                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4194                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4195                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4196
4197                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4198                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4199                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4200                                 node_frees, overflows);
4201         }
4202         /* cpu stats */
4203         {
4204                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4205                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4206                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4207                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4208
4209                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4210                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4211         }
4212 #endif
4213         seq_putc(m, '\n');
4214         return 0;
4215 }
4216
4217 /*
4218  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4219  *
4220  * Output layout:
4221  * cache-name
4222  * num-active-objs
4223  * total-objs
4224  * object size
4225  * num-active-slabs
4226  * total-slabs
4227  * num-pages-per-slab
4228  * + further values on SMP and with statistics enabled
4229  */
4230
4231 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4232         .start = s_start,
4233         .next = s_next,
4234         .stop = s_stop,
4235         .show = s_show,
4236 };
4237
4238 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4239 /**
4240  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4241  * @file: unused
4242  * @buffer: user buffer
4243  * @count: data length
4244  * @ppos: unused
4245  */
4246 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4247                        size_t count, loff_t *ppos)
4248 {
4249         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4250         int limit, batchcount, shared, res;
4251         struct kmem_cache *cachep;
4252
4253         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4254                 return -EINVAL;
4255         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4256                 return -EFAULT;
4257         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4258
4259         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4260         if (!tmp)
4261                 return -EINVAL;
4262         *tmp = '\0';
4263         tmp++;
4264         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4265                 return -EINVAL;
4266
4267         /* Find the cache in the chain of caches. */
4268         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4269         res = -EINVAL;
4270         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4271                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4272                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4273                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4274                                 res = 0;
4275                         } else {
4276                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4277                                                        batchcount, shared);
4278                         }
4279                         break;
4280                 }
4281         }
4282         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4283         if (res >= 0)
4284                 res = count;
4285         return res;
4286 }
4287
4288 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4289
4290 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4291 {
4292         loff_t n = *pos;
4293         struct list_head *p;
4294
4295         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4296         p = cache_chain.next;
4297         while (n--) {
4298                 p = p->next;
4299                 if (p == &cache_chain)
4300                         return NULL;
4301         }
4302         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4303 }
4304
4305 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4306 {
4307         unsigned long *p;
4308         int l;
4309         if (!v)
4310                 return 1;
4311         l = n[1];
4312         p = n + 2;
4313         while (l) {
4314                 int i = l/2;
4315                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4316                 if (*q == v) {
4317                         q[1]++;
4318                         return 1;
4319                 }
4320                 if (*q > v) {
4321                         l = i;
4322                 } else {
4323                         p = q + 2;
4324                         l -= i + 1;
4325                 }
4326         }
4327         if (++n[1] == n[0])
4328                 return 0;
4329         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4330         p[0] = v;
4331         p[1] = 1;
4332         return 1;
4333 }
4334
4335 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4336 {
4337         void *p;
4338         int i;
4339         if (n[0] == n[1])
4340                 return;
4341         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4342                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4343                         continue;
4344                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4345                         return;
4346         }
4347 }
4348
4349 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4350 {
4351 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4352         char *modname;
4353         const char *name;
4354         unsigned long offset, size;
4355         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4356
4357         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4358
4359         if (name) {
4360                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4361                 if (modname)
4362                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4363                 return;
4364         }
4365 #endif
4366         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4367 }
4368
4369 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4370 {
4371         struct kmem_cache *cachep = p;
4372         struct slab *slabp;
4373         struct kmem_list3 *l3;
4374         const char *name;
4375         unsigned long *n = m->private;
4376         int node;
4377         int i;
4378
4379         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4380                 return 0;
4381         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4382                 return 0;
4383
4384         /* OK, we can do it */
4385
4386         n[1] = 0;
4387
4388         for_each_online_node(node) {
4389                 l3 = cachep->nodelists[node];
4390                 if (!l3)
4391                         continue;
4392
4393                 check_irq_on();
4394                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4395
4396                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4397                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4398                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4399                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4400                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4401         }
4402         name = cachep->name;
4403         if (n[0] == n[1]) {
4404                 /* Increase the buffer size */
4405                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4406                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4407                 if (!m->private) {
4408                         /* Too bad, we are really out */
4409                         m->private = n;
4410                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4411                         return -ENOMEM;
4412                 }
4413                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4414                 kfree(n);
4415                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4416                 /* Now make sure this entry will be retried */
4417                 m->count = m->size;
4418                 return 0;
4419         }
4420         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4421                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4422                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4423                 seq_putc(m, '\n');
4424         }
4425
4426         return 0;
4427 }
4428
4429 const struct seq_operations slabstats_op = {
4430         .start = leaks_start,
4431         .next = s_next,
4432         .stop = s_stop,
4433         .show = leaks_show,
4434 };
4435 #endif
4436 #endif
4437
4438 /**
4439  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4440  * @objp: Pointer to the object
4441  *
4442  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4443  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4444  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4445  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4446  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4447  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4448  * must not be freed during the duration of the call.
4449  */
4450 unsigned int ksize(const void *objp)
4451 {
4452         if (unlikely(objp == NULL))
4453                 return 0;
4454
4455         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4456 }