a65bc5e992c3671bb255f8b723e15ed989e33168
[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/nodemask.h>
107 #include        <linux/mempolicy.h>
108 #include        <linux/mutex.h>
109 #include        <linux/rtmutex.h>
110
111 #include        <asm/uaccess.h>
112 #include        <asm/cacheflush.h>
113 #include        <asm/tlbflush.h>
114 #include        <asm/page.h>
115
116 /*
117  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
118  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
119  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
120  *
121  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
122  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
123  *
124  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
125  */
126
127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
128 #define DEBUG           1
129 #define STATS           1
130 #define FORCED_DEBUG    1
131 #else
132 #define DEBUG           0
133 #define STATS           0
134 #define FORCED_DEBUG    0
135 #endif
136
137 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
138 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
139
140 #ifndef cache_line_size
141 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
142 #endif
143
144 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
145 /*
146  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
147  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
148  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
149  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
150  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
151  * Note that this flag disables some debug features.
152  */
153 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
154 #endif
155
156 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
157 /*
158  * Enforce a minimum alignment for all caches.
159  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
160  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
161  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
162  * some debug features.
163  */
164 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
165 #endif
166
167 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
168 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
169 #endif
170
171 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
172 #if DEBUG
173 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
174                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
175                          SLAB_CACHE_DMA | \
176                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
179 #else
180 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
181                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
183                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
184 #endif
185
186 /*
187  * kmem_bufctl_t:
188  *
189  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
190  * linked offsets.
191  *
192  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
193  * slab an object belongs to.
194  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
195  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
196  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
197  * that does not use off-slab slabs.
198  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
199  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
200  * to have too many per slab.
201  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
202  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
203  */
204
205 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
206 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
207 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
208 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
209 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         struct list_head list;
220         unsigned long colouroff;
221         void *s_mem;            /* including colour offset */
222         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
223         kmem_bufctl_t free;
224         unsigned short nodeid;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab_rcu
229  *
230  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
231  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
232  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
233  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
234  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
235  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
236  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
237  *
238  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
239  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
240  *
241  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
242  */
243 struct slab_rcu {
244         struct rcu_head head;
245         struct kmem_cache *cachep;
246         void *addr;
247 };
248
249 /*
250  * struct array_cache
251  *
252  * Purpose:
253  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
254  * - reduce the number of linked list operations
255  * - reduce spinlock operations
256  *
257  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
258  * footprint.
259  *
260  */
261 struct array_cache {
262         unsigned int avail;
263         unsigned int limit;
264         unsigned int batchcount;
265         unsigned int touched;
266         spinlock_t lock;
267         void *entry[0]; /*
268                          * Must have this definition in here for the proper
269                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
270                          * the entries.
271                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
272                          */
273 };
274
275 /*
276  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
277  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head slabs_full;
291         struct list_head slabs_free;
292         unsigned long free_objects;
293         unsigned int free_limit;
294         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
295         spinlock_t list_lock;
296         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
297         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
298         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
299         int free_touched;               /* updated without locking */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
312                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
313 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
314                         int node);
315 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
316 static void cache_reap(void *unused);
317
318 /*
319  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
320  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
321  */
322 static __always_inline int index_of(const size_t size)
323 {
324         extern void __bad_size(void);
325
326         if (__builtin_constant_p(size)) {
327                 int i = 0;
328
329 #define CACHE(x) \
330         if (size <=x) \
331                 return i; \
332         else \
333                 i++;
334 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
335 #undef CACHE
336                 __bad_size();
337         } else
338                 __bad_size();
339         return 0;
340 }
341
342 static int slab_early_init = 1;
343
344 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
345 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
346
347 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
348 {
349         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
352         parent->shared = NULL;
353         parent->alien = NULL;
354         parent->colour_next = 0;
355         spin_lock_init(&parent->list_lock);
356         parent->free_objects = 0;
357         parent->free_touched = 0;
358 }
359
360 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
361         do {                                                            \
362                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
363                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
364         } while (0)
365
366 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
367         do {                                                            \
368         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
371         } while (0)
372
373 /*
374  * struct kmem_cache
375  *
376  * manages a cache.
377  */
378
379 struct kmem_cache {
380 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
381         struct array_cache *array[NR_CPUS];
382 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
383         unsigned int batchcount;
384         unsigned int limit;
385         unsigned int shared;
386
387         unsigned int buffer_size;
388 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
389         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
390
391         unsigned int flags;             /* constant flags */
392         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
393
394 /* 4) cache_grow/shrink */
395         /* order of pgs per slab (2^n) */
396         unsigned int gfporder;
397
398         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
399         gfp_t gfpflags;
400
401         size_t colour;                  /* cache colouring range */
402         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
403         struct kmem_cache *slabp_cache;
404         unsigned int slab_size;
405         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
406
407         /* constructor func */
408         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
409
410         /* de-constructor func */
411         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444 };
445
446 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
447 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
448
449 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
450 /*
451  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
452  * cpucache drain/refill cycles.
453  *
454  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
455  * which could lock up otherwise freeable slabs.
456  */
457 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
458 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
459
460 #if STATS
461 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
462 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
463 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
464 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
465 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
466 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
467         do {                                                            \
468                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
469                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
470         } while (0)
471 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
472 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
473 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
474 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
475 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
476         do {                                                            \
477                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
478                         (x)->max_freeable = i;                          \
479         } while (0)
480 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
481 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
482 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
483 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
484 #else
485 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
486 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
487 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
488 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
489 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
490 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
491 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
492 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
493 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
495 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
498 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
500 #endif
501
502 #if DEBUG
503
504 /*
505  * memory layout of objects:
506  * 0            : objp
507  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
508  *              the end of an object is aligned with the end of the real
509  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
510  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
511  *              redzone word.
512  * cachep->obj_offset: The real object.
513  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
514  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
515  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
516  */
517 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
518 {
519         return cachep->obj_offset;
520 }
521
522 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
523 {
524         return cachep->obj_size;
525 }
526
527 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
528 {
529         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
530         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
531 }
532
533 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
534 {
535         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
536         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
537                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
538                                          2 * BYTES_PER_WORD);
539         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
540 }
541
542 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
543 {
544         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
545         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
546 }
547
548 #else
549
550 #define obj_offset(x)                   0
551 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
552 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
553 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
554 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
555
556 #endif
557
558 /*
559  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
560  * order.
561  */
562 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
563 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
564 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
565 #elif defined(CONFIG_MMU)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
567 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
568 #else
569 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
570 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
571 #endif
572
573 /*
574  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
575  */
576 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
577 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
578 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
579
580 /*
581  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
582  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
583  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
584  */
585 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
586 {
587         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
588 }
589
590 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
591 {
592         if (unlikely(PageCompound(page)))
593                 page = (struct page *)page_private(page);
594         BUG_ON(!PageSlab(page));
595         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
596 }
597
598 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
599 {
600         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
601 }
602
603 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
604 {
605         if (unlikely(PageCompound(page)))
606                 page = (struct page *)page_private(page);
607         BUG_ON(!PageSlab(page));
608         return (struct slab *)page->lru.prev;
609 }
610
611 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
612 {
613         struct page *page = virt_to_page(obj);
614         return page_get_cache(page);
615 }
616
617 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
618 {
619         struct page *page = virt_to_page(obj);
620         return page_get_slab(page);
621 }
622
623 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
624                                  unsigned int idx)
625 {
626         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
627 }
628
629 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
630                                         struct slab *slab, void *obj)
631 {
632         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
633 }
634
635 /*
636  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
637  */
638 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
639 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
640 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
641         CACHE(ULONG_MAX)
642 #undef CACHE
643 };
644 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
645
646 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
647 struct cache_names {
648         char *name;
649         char *name_dma;
650 };
651
652 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
653 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
654 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
655         {NULL,}
656 #undef CACHE
657 };
658
659 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
660     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
661 static struct arraycache_init initarray_generic =
662     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
663
664 /* internal cache of cache description objs */
665 static struct kmem_cache cache_cache = {
666         .batchcount = 1,
667         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
668         .shared = 1,
669         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
670         .name = "kmem_cache",
671 #if DEBUG
672         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
673 #endif
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /* Guard access to the cache-chain. */
734 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
735 static struct list_head cache_chain;
736
737 /*
738  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
739  * until the general caches are up.
740  */
741 static enum {
742         NONE,
743         PARTIAL_AC,
744         PARTIAL_L3,
745         FULL
746 } g_cpucache_up;
747
748 /*
749  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
750  */
751 int slab_is_available(void)
752 {
753         return g_cpucache_up == FULL;
754 }
755
756 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
757
758 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
759 {
760         return cachep->array[smp_processor_id()];
761 }
762
763 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
764                                                         gfp_t gfpflags)
765 {
766         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
767
768 #if DEBUG
769         /* This happens if someone tries to call
770          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
771          * the generic caches are initialized.
772          */
773         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
774 #endif
775         while (size > csizep->cs_size)
776                 csizep++;
777
778         /*
779          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
780          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
781          * for large kmalloc calls required.
782          */
783         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
784                 return csizep->cs_dmacachep;
785         return csizep->cs_cachep;
786 }
787
788 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
789 {
790         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
791 }
792
793 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
794 {
795         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
796 }
797
798 /*
799  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
800  */
801 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
802                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
803                            unsigned int *num)
804 {
805         int nr_objs;
806         size_t mgmt_size;
807         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
808
809         /*
810          * The slab management structure can be either off the slab or
811          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
812          * slab is used for:
813          *
814          * - The struct slab
815          * - One kmem_bufctl_t for each object
816          * - Padding to respect alignment of @align
817          * - @buffer_size bytes for each object
818          *
819          * If the slab management structure is off the slab, then the
820          * alignment will already be calculated into the size. Because
821          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
822          * correct alignment when allocated.
823          */
824         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
825                 mgmt_size = 0;
826                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
827
828                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
829                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
830         } else {
831                 /*
832                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
833                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
834                  * least @align. In the worst case, this result will
835                  * be one greater than the number of objects that fit
836                  * into the memory allocation when taking the padding
837                  * into account.
838                  */
839                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
840                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
841
842                 /*
843                  * This calculated number will be either the right
844                  * amount, or one greater than what we want.
845                  */
846                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
847                        > slab_size)
848                         nr_objs--;
849
850                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
851                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
852
853                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
854         }
855         *num = nr_objs;
856         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
857 }
858
859 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
860
861 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
862                         char *msg)
863 {
864         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
865                function, cachep->name, msg);
866         dump_stack();
867 }
868
869 #ifdef CONFIG_NUMA
870 /*
871  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
872  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
873  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
874  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
875  */
876 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
877
878 static void init_reap_node(int cpu)
879 {
880         int node;
881
882         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
883         if (node == MAX_NUMNODES)
884                 node = first_node(node_online_map);
885
886         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
887 }
888
889 static void next_reap_node(void)
890 {
891         int node = __get_cpu_var(reap_node);
892
893         /*
894          * Also drain per cpu pages on remote zones
895          */
896         if (node != numa_node_id())
897                 drain_node_pages(node);
898
899         node = next_node(node, node_online_map);
900         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
901                 node = first_node(node_online_map);
902         __get_cpu_var(reap_node) = node;
903 }
904
905 #else
906 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
907 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
908 #endif
909
910 /*
911  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
912  * via the workqueue/eventd.
913  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
914  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
915  * lock.
916  */
917 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
918 {
919         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
920
921         /*
922          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
923          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
924          * at that time.
925          */
926         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
927                 init_reap_node(cpu);
928                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
929                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
930         }
931 }
932
933 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
934                                             int batchcount)
935 {
936         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
937         struct array_cache *nc = NULL;
938
939         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
940         if (nc) {
941                 nc->avail = 0;
942                 nc->limit = entries;
943                 nc->batchcount = batchcount;
944                 nc->touched = 0;
945                 spin_lock_init(&nc->lock);
946         }
947         return nc;
948 }
949
950 /*
951  * Transfer objects in one arraycache to another.
952  * Locking must be handled by the caller.
953  *
954  * Return the number of entries transferred.
955  */
956 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
957                 struct array_cache *from, unsigned int max)
958 {
959         /* Figure out how many entries to transfer */
960         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
961
962         if (!nr)
963                 return 0;
964
965         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
966                         sizeof(void *) *nr);
967
968         from->avail -= nr;
969         to->avail += nr;
970         to->touched = 1;
971         return nr;
972 }
973
974 #ifndef CONFIG_NUMA
975
976 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
977 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
978
979 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
980 {
981         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
982 }
983
984 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
985 {
986 }
987
988 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
989 {
990         return 0;
991 }
992
993 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
994                 gfp_t flags)
995 {
996         return NULL;
997 }
998
999 static inline void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1000                  gfp_t flags, int nodeid)
1001 {
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #else   /* CONFIG_NUMA */
1006
1007 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1008 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1009
1010 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1011 {
1012         struct array_cache **ac_ptr;
1013         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
1014         int i;
1015
1016         if (limit > 1)
1017                 limit = 12;
1018         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1019         if (ac_ptr) {
1020                 for_each_node(i) {
1021                         if (i == node || !node_online(i)) {
1022                                 ac_ptr[i] = NULL;
1023                                 continue;
1024                         }
1025                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1026                         if (!ac_ptr[i]) {
1027                                 for (i--; i <= 0; i--)
1028                                         kfree(ac_ptr[i]);
1029                                 kfree(ac_ptr);
1030                                 return NULL;
1031                         }
1032                 }
1033         }
1034         return ac_ptr;
1035 }
1036
1037 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1038 {
1039         int i;
1040
1041         if (!ac_ptr)
1042                 return;
1043         for_each_node(i)
1044             kfree(ac_ptr[i]);
1045         kfree(ac_ptr);
1046 }
1047
1048 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1049                                 struct array_cache *ac, int node)
1050 {
1051         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1052
1053         if (ac->avail) {
1054                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1055                 /*
1056                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1057                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1058                  * into the free lists and getting them back later.
1059                  */
1060                 if (rl3->shared)
1061                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1062
1063                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1064                 ac->avail = 0;
1065                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1066         }
1067 }
1068
1069 /*
1070  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1071  */
1072 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1073 {
1074         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1075
1076         if (l3->alien) {
1077                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1078
1079                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1080                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1081                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1082                 }
1083         }
1084 }
1085
1086 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1087                                 struct array_cache **alien)
1088 {
1089         int i = 0;
1090         struct array_cache *ac;
1091         unsigned long flags;
1092
1093         for_each_online_node(i) {
1094                 ac = alien[i];
1095                 if (ac) {
1096                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1097                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1098                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1099                 }
1100         }
1101 }
1102
1103 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1104 {
1105         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1106         int nodeid = slabp->nodeid;
1107         struct kmem_list3 *l3;
1108         struct array_cache *alien = NULL;
1109         int node;
1110
1111         node = numa_node_id();
1112
1113         /*
1114          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1115          * cache on this cpu.
1116          */
1117         if (likely(slabp->nodeid == node))
1118                 return 0;
1119
1120         l3 = cachep->nodelists[node];
1121         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1122         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1123                 alien = l3->alien[nodeid];
1124                 spin_lock(&alien->lock);
1125                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1126                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1127                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1128                 }
1129                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1130                 spin_unlock(&alien->lock);
1131         } else {
1132                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1133                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1134                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1135         }
1136         return 1;
1137 }
1138 #endif
1139
1140 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1141                                     unsigned long action, void *hcpu)
1142 {
1143         long cpu = (long)hcpu;
1144         struct kmem_cache *cachep;
1145         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1146         int node = cpu_to_node(cpu);
1147         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1148
1149         switch (action) {
1150         case CPU_UP_PREPARE:
1151                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1152                 /*
1153                  * We need to do this right in the beginning since
1154                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1155                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1156                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1157                  */
1158
1159                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1160                         /*
1161                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1162                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1163                          * node has not already allocated this
1164                          */
1165                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1166                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1167                                 if (!l3)
1168                                         goto bad;
1169                                 kmem_list3_init(l3);
1170                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1171                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1172
1173                                 /*
1174                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1175                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1176                                  * protection here.
1177                                  */
1178                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1179                         }
1180
1181                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1182                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1183                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1184                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1185                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1186                 }
1187
1188                 /*
1189                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1190                  * array caches
1191                  */
1192                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1193                         struct array_cache *nc;
1194                         struct array_cache *shared;
1195                         struct array_cache **alien;
1196
1197                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1198                                                 cachep->batchcount);
1199                         if (!nc)
1200                                 goto bad;
1201                         shared = alloc_arraycache(node,
1202                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1203                                         0xbaadf00d);
1204                         if (!shared)
1205                                 goto bad;
1206
1207                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1208                         if (!alien)
1209                                 goto bad;
1210                         cachep->array[cpu] = nc;
1211                         l3 = cachep->nodelists[node];
1212                         BUG_ON(!l3);
1213
1214                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1215                         if (!l3->shared) {
1216                                 /*
1217                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1218                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1219                                  */
1220                                 l3->shared = shared;
1221                                 shared = NULL;
1222                         }
1223 #ifdef CONFIG_NUMA
1224                         if (!l3->alien) {
1225                                 l3->alien = alien;
1226                                 alien = NULL;
1227                         }
1228 #endif
1229                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1230                         kfree(shared);
1231                         free_alien_cache(alien);
1232                 }
1233                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1234                 break;
1235         case CPU_ONLINE:
1236                 start_cpu_timer(cpu);
1237                 break;
1238 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1239         case CPU_DEAD:
1240                 /*
1241                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1242                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1243                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1244                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1245                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1246                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1247                  */
1248                 /* fall thru */
1249         case CPU_UP_CANCELED:
1250                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1251                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1252                         struct array_cache *nc;
1253                         struct array_cache *shared;
1254                         struct array_cache **alien;
1255                         cpumask_t mask;
1256
1257                         mask = node_to_cpumask(node);
1258                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1259                         nc = cachep->array[cpu];
1260                         cachep->array[cpu] = NULL;
1261                         l3 = cachep->nodelists[node];
1262
1263                         if (!l3)
1264                                 goto free_array_cache;
1265
1266                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1267
1268                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1269                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1270                         if (nc)
1271                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1272
1273                         if (!cpus_empty(mask)) {
1274                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1275                                 goto free_array_cache;
1276                         }
1277
1278                         shared = l3->shared;
1279                         if (shared) {
1280                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1281                                            l3->shared->avail, node);
1282                                 l3->shared = NULL;
1283                         }
1284
1285                         alien = l3->alien;
1286                         l3->alien = NULL;
1287
1288                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1289
1290                         kfree(shared);
1291                         if (alien) {
1292                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1293                                 free_alien_cache(alien);
1294                         }
1295 free_array_cache:
1296                         kfree(nc);
1297                 }
1298                 /*
1299                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1300                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1301                  * shrink each nodelist to its limit.
1302                  */
1303                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1304                         l3 = cachep->nodelists[node];
1305                         if (!l3)
1306                                 continue;
1307                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1308                 }
1309                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1310                 break;
1311 #endif
1312         }
1313         return NOTIFY_OK;
1314 bad:
1315         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1316         return NOTIFY_BAD;
1317 }
1318
1319 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1320         &cpuup_callback, NULL, 0
1321 };
1322
1323 /*
1324  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1325  */
1326 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1327                         int nodeid)
1328 {
1329         struct kmem_list3 *ptr;
1330
1331         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1332         BUG_ON(!ptr);
1333
1334         local_irq_disable();
1335         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1336         /*
1337          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1338          */
1339         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1340
1341         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1342         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1343         local_irq_enable();
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1348  * before smp_init().
1349  */
1350 void __init kmem_cache_init(void)
1351 {
1352         size_t left_over;
1353         struct cache_sizes *sizes;
1354         struct cache_names *names;
1355         int i;
1356         int order;
1357         int node;
1358
1359         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1360                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1361                 if (i < MAX_NUMNODES)
1362                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1363         }
1364
1365         /*
1366          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1367          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1368          */
1369         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1370                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1371
1372         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1373          * from caches that do not exist yet:
1374          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1375          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1376          *    cache_cache is statically allocated.
1377          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1378          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1379          *    array at the end of the bootstrap.
1380          * 2) Create the first kmalloc cache.
1381          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1382          *    An __init data area is used for the head array.
1383          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1384          *    head arrays.
1385          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1386          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1387          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1388          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1389          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1390          */
1391
1392         node = numa_node_id();
1393
1394         /* 1) create the cache_cache */
1395         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1396         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1397         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1398         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1399         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1400
1401         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1402                                         cache_line_size());
1403
1404         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1405                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1406                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1407                 if (cache_cache.num)
1408                         break;
1409         }
1410         BUG_ON(!cache_cache.num);
1411         cache_cache.gfporder = order;
1412         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1413         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1414                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1415
1416         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1417         sizes = malloc_sizes;
1418         names = cache_names;
1419
1420         /*
1421          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1422          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1423          * bug.
1424          */
1425
1426         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1427                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1428                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1429                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1430                                         NULL, NULL);
1431
1432         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1433                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1434                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1435                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1436                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1437                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1438                                 NULL, NULL);
1439         }
1440
1441         slab_early_init = 0;
1442
1443         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1444                 /*
1445                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1446                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1447                  * eliminates "false sharing".
1448                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1449                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1450                  */
1451                 if (!sizes->cs_cachep) {
1452                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1453                                         sizes->cs_size,
1454                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1455                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1456                                         NULL, NULL);
1457                 }
1458
1459                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1460                                         sizes->cs_size,
1461                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1462                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1463                                                 SLAB_PANIC,
1464                                         NULL, NULL);
1465                 sizes++;
1466                 names++;
1467         }
1468         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1469         {
1470                 struct array_cache *ptr;
1471
1472                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1473
1474                 local_irq_disable();
1475                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1476                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1477                        sizeof(struct arraycache_init));
1478                 /*
1479                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1480                  */
1481                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1482
1483                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1484                 local_irq_enable();
1485
1486                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1487
1488                 local_irq_disable();
1489                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1490                        != &initarray_generic.cache);
1491                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1492                        sizeof(struct arraycache_init));
1493                 /*
1494                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1495                  */
1496                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1497
1498                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1499                     ptr;
1500                 local_irq_enable();
1501         }
1502         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1503         {
1504                 int nid;
1505
1506                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1507                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1508
1509                 for_each_online_node(nid) {
1510                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1511                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1512
1513                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1514                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1515                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1516                         }
1517                 }
1518         }
1519
1520         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1521         {
1522                 struct kmem_cache *cachep;
1523                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1524                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1525                         if (enable_cpucache(cachep))
1526                                 BUG();
1527                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1528         }
1529
1530         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1531         init_lock_keys();
1532
1533
1534         /* Done! */
1535         g_cpucache_up = FULL;
1536
1537         /*
1538          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1539          * cpu_cache_get for all new cpus
1540          */
1541         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1542
1543         /*
1544          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1545          * of the kernel is not yet operational.
1546          */
1547 }
1548
1549 static int __init cpucache_init(void)
1550 {
1551         int cpu;
1552
1553         /*
1554          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1555          */
1556         for_each_online_cpu(cpu)
1557                 start_cpu_timer(cpu);
1558         return 0;
1559 }
1560 __initcall(cpucache_init);
1561
1562 /*
1563  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1564  *
1565  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1566  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1567  * would be relatively rare and ignorable.
1568  */
1569 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1570 {
1571         struct page *page;
1572         int nr_pages;
1573         int i;
1574
1575 #ifndef CONFIG_MMU
1576         /*
1577          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1578          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1579          */
1580         flags |= __GFP_COMP;
1581 #endif
1582
1583         /*
1584          * Under NUMA we want memory on the indicated node. We will handle
1585          * the needed fallback ourselves since we want to serve from our
1586          * per node object lists first for other nodes.
1587          */
1588         flags |= cachep->gfpflags | GFP_THISNODE;
1589
1590         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1591         if (!page)
1592                 return NULL;
1593
1594         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1595         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1596                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1597                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1598         else
1599                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1600                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1601         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1602                 __SetPageSlab(page + i);
1603         return page_address(page);
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Interface to system's page release.
1608  */
1609 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1610 {
1611         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1612         struct page *page = virt_to_page(addr);
1613         const unsigned long nr_freed = i;
1614
1615         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1616                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1617                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1618         else
1619                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1620                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1621         while (i--) {
1622                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1623                 __ClearPageSlab(page);
1624                 page++;
1625         }
1626         if (current->reclaim_state)
1627                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1628         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1629 }
1630
1631 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1632 {
1633         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1634         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1635
1636         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1637         if (OFF_SLAB(cachep))
1638                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1639 }
1640
1641 #if DEBUG
1642
1643 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1644 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1645                             unsigned long caller)
1646 {
1647         int size = obj_size(cachep);
1648
1649         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1650
1651         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1652                 return;
1653
1654         *addr++ = 0x12345678;
1655         *addr++ = caller;
1656         *addr++ = smp_processor_id();
1657         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1658         {
1659                 unsigned long *sptr = &caller;
1660                 unsigned long svalue;
1661
1662                 while (!kstack_end(sptr)) {
1663                         svalue = *sptr++;
1664                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1665                                 *addr++ = svalue;
1666                                 size -= sizeof(unsigned long);
1667                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1668                                         break;
1669                         }
1670                 }
1671
1672         }
1673         *addr++ = 0x87654321;
1674 }
1675 #endif
1676
1677 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1678 {
1679         int size = obj_size(cachep);
1680         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1681
1682         memset(addr, val, size);
1683         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1684 }
1685
1686 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1687 {
1688         int i;
1689         unsigned char error = 0;
1690         int bad_count = 0;
1691
1692         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1693         for (i = 0; i < limit; i++) {
1694                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1695                         error = data[offset + i];
1696                         bad_count++;
1697                 }
1698                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1699         }
1700         printk("\n");
1701
1702         if (bad_count == 1) {
1703                 error ^= POISON_FREE;
1704                 if (!(error & (error - 1))) {
1705                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1706                                         "bad RAM.\n");
1707 #ifdef CONFIG_X86
1708                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1709                                         "test tool.\n");
1710 #else
1711                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1712 #endif
1713                 }
1714         }
1715 }
1716 #endif
1717
1718 #if DEBUG
1719
1720 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1721 {
1722         int i, size;
1723         char *realobj;
1724
1725         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1726                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1727                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1728                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1729         }
1730
1731         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1732                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1733                         *dbg_userword(cachep, objp));
1734                 print_symbol("(%s)",
1735                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1736                 printk("\n");
1737         }
1738         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1739         size = obj_size(cachep);
1740         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1741                 int limit;
1742                 limit = 16;
1743                 if (i + limit > size)
1744                         limit = size - i;
1745                 dump_line(realobj, i, limit);
1746         }
1747 }
1748
1749 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1750 {
1751         char *realobj;
1752         int size, i;
1753         int lines = 0;
1754
1755         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1756         size = obj_size(cachep);
1757
1758         for (i = 0; i < size; i++) {
1759                 char exp = POISON_FREE;
1760                 if (i == size - 1)
1761                         exp = POISON_END;
1762                 if (realobj[i] != exp) {
1763                         int limit;
1764                         /* Mismatch ! */
1765                         /* Print header */
1766                         if (lines == 0) {
1767                                 printk(KERN_ERR
1768                                         "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1769                                         realobj, size);
1770                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1771                         }
1772                         /* Hexdump the affected line */
1773                         i = (i / 16) * 16;
1774                         limit = 16;
1775                         if (i + limit > size)
1776                                 limit = size - i;
1777                         dump_line(realobj, i, limit);
1778                         i += 16;
1779                         lines++;
1780                         /* Limit to 5 lines */
1781                         if (lines > 5)
1782                                 break;
1783                 }
1784         }
1785         if (lines != 0) {
1786                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1787                  * exist:
1788                  */
1789                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1790                 unsigned int objnr;
1791
1792                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1793                 if (objnr) {
1794                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1795                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1796                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1797                                realobj, size);
1798                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1799                 }
1800                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1801                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1802                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1803                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1804                                realobj, size);
1805                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1806                 }
1807         }
1808 }
1809 #endif
1810
1811 #if DEBUG
1812 /**
1813  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1814  * @cachep: cache pointer being destroyed
1815  * @slabp: slab pointer being destroyed
1816  *
1817  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1818  * destroyed.
1819  */
1820 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1821 {
1822         int i;
1823         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1824                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1825
1826                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1827 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1828                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1829                                         OFF_SLAB(cachep))
1830                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1831                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1832                         else
1833                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1834 #else
1835                         check_poison_obj(cachep, objp);
1836 #endif
1837                 }
1838                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1839                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1840                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1841                                            "was overwritten");
1842                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1843                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1844                                            "was overwritten");
1845                 }
1846                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1847                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1848         }
1849 }
1850 #else
1851 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1852 {
1853         if (cachep->dtor) {
1854                 int i;
1855                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1856                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1857                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1858                 }
1859         }
1860 }
1861 #endif
1862
1863 /**
1864  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1865  * @cachep: cache pointer being destroyed
1866  * @slabp: slab pointer being destroyed
1867  *
1868  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1869  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1870  * cache-lock is not held/needed.
1871  */
1872 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1873 {
1874         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1875
1876         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1877         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1878                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1879
1880                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1881                 slab_rcu->cachep = cachep;
1882                 slab_rcu->addr = addr;
1883                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1884         } else {
1885                 kmem_freepages(cachep, addr);
1886                 if (OFF_SLAB(cachep))
1887                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1888         }
1889 }
1890
1891 /*
1892  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1893  * size of kmem_list3.
1894  */
1895 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1896 {
1897         int node;
1898
1899         for_each_online_node(node) {
1900                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1901                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1902                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1903                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1904         }
1905 }
1906
1907 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1908 {
1909         int i;
1910         struct kmem_list3 *l3;
1911
1912         for_each_online_cpu(i)
1913             kfree(cachep->array[i]);
1914
1915         /* NUMA: free the list3 structures */
1916         for_each_online_node(i) {
1917                 l3 = cachep->nodelists[i];
1918                 if (l3) {
1919                         kfree(l3->shared);
1920                         free_alien_cache(l3->alien);
1921                         kfree(l3);
1922                 }
1923         }
1924         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1925 }
1926
1927
1928 /**
1929  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1930  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1931  * @size: size of objects to be created in this cache.
1932  * @align: required alignment for the objects.
1933  * @flags: slab allocation flags
1934  *
1935  * Also calculates the number of objects per slab.
1936  *
1937  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1938  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1939  * towards high-order requests, this should be changed.
1940  */
1941 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1942                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1943 {
1944         unsigned long offslab_limit;
1945         size_t left_over = 0;
1946         int gfporder;
1947
1948         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1949                 unsigned int num;
1950                 size_t remainder;
1951
1952                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1953                 if (!num)
1954                         continue;
1955
1956                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1957                         /*
1958                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1959                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1960                          * looping condition in cache_grow().
1961                          */
1962                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1963                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1964
1965                         if (num > offslab_limit)
1966                                 break;
1967                 }
1968
1969                 /* Found something acceptable - save it away */
1970                 cachep->num = num;
1971                 cachep->gfporder = gfporder;
1972                 left_over = remainder;
1973
1974                 /*
1975                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1976                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1977                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1978                  */
1979                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1980                         break;
1981
1982                 /*
1983                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1984                  * currently bad for the gfp()s.
1985                  */
1986                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1987                         break;
1988
1989                 /*
1990                  * Acceptable internal fragmentation?
1991                  */
1992                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1993                         break;
1994         }
1995         return left_over;
1996 }
1997
1998 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1999 {
2000         if (g_cpucache_up == FULL)
2001                 return enable_cpucache(cachep);
2002
2003         if (g_cpucache_up == NONE) {
2004                 /*
2005                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2006                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2007                  * further caches will BUG().
2008                  */
2009                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2010
2011                 /*
2012                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2013                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2014                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2015                  */
2016                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2017                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2018                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2019                 else
2020                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2021         } else {
2022                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2023                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2024
2025                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2026                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2027                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2028                 } else {
2029                         int node;
2030                         for_each_online_node(node) {
2031                                 cachep->nodelists[node] =
2032                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2033                                                 GFP_KERNEL, node);
2034                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2035                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2036                         }
2037                 }
2038         }
2039         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2040                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2041                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2042
2043         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2044         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2045         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2046         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2047         cachep->batchcount = 1;
2048         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2049         return 0;
2050 }
2051
2052 /**
2053  * kmem_cache_create - Create a cache.
2054  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2055  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2056  * @align: The required alignment for the objects.
2057  * @flags: SLAB flags
2058  * @ctor: A constructor for the objects.
2059  * @dtor: A destructor for the objects.
2060  *
2061  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2062  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2063  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2064  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2065  *
2066  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2067  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2068  *
2069  * The flags are
2070  *
2071  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2072  * to catch references to uninitialised memory.
2073  *
2074  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2075  * for buffer overruns.
2076  *
2077  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2078  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2079  * as davem.
2080  */
2081 struct kmem_cache *
2082 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2083         unsigned long flags,
2084         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2085         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2086 {
2087         size_t left_over, slab_size, ralign;
2088         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2089
2090         /*
2091          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2092          */
2093         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2094             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2095                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2096                                 name);
2097                 BUG();
2098         }
2099
2100         /*
2101          * Prevent CPUs from coming and going.
2102          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
2103          */
2104         lock_cpu_hotplug();
2105
2106         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2107
2108         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2109                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
2110                 char tmp;
2111                 int res;
2112
2113                 /*
2114                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2115                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2116                  * area of the module.  Print a warning.
2117                  */
2118                 set_fs(KERNEL_DS);
2119                 res = __get_user(tmp, pc->name);
2120                 set_fs(old_fs);
2121                 if (res) {
2122                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2123                                pc->buffer_size);
2124                         continue;
2125                 }
2126
2127                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2128                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2129                         dump_stack();
2130                         goto oops;
2131                 }
2132         }
2133
2134 #if DEBUG
2135         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2136         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2137                 /* No constructor, but inital state check requested */
2138                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2139                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2140                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2141         }
2142 #if FORCED_DEBUG
2143         /*
2144          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2145          * large objects, if the increased size would increase the object size
2146          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2147          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2148          */
2149         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2150                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2151         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2152                 flags |= SLAB_POISON;
2153 #endif
2154         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2155                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2156 #endif
2157         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2158                 BUG_ON(dtor);
2159
2160         /*
2161          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2162          * isn't available.
2163          */
2164         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2165
2166         /*
2167          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2168          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2169          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2170          */
2171         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2172                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2173                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2174         }
2175
2176         /* calculate the final buffer alignment: */
2177
2178         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2179         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2180                 /*
2181                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2182                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2183                  * one cacheline.
2184                  */
2185                 ralign = cache_line_size();
2186                 while (size <= ralign / 2)
2187                         ralign /= 2;
2188         } else {
2189                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2190         }
2191
2192         /*
2193          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2194          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2195          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2196          */
2197         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2198                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2199
2200         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
2201         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2202                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2203                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2204                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2205         }
2206         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
2207         if (ralign < align) {
2208                 ralign = align;
2209                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2210                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2211         }
2212         /*
2213          * 4) Store it.
2214          */
2215         align = ralign;
2216
2217         /* Get cache's description obj. */
2218         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
2219         if (!cachep)
2220                 goto oops;
2221
2222 #if DEBUG
2223         cachep->obj_size = size;
2224
2225         /*
2226          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2227          * into align above.
2228          */
2229         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2230                 /* add space for red zone words */
2231                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2232                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2233         }
2234         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2235                 /* user store requires one word storage behind the end of
2236                  * the real object.
2237                  */
2238                 size += BYTES_PER_WORD;
2239         }
2240 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2241         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2242             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2243                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2244                 size = PAGE_SIZE;
2245         }
2246 #endif
2247 #endif
2248
2249         /*
2250          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2251          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2252          * it too early on.)
2253          */
2254         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2255                 /*
2256                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2257                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2258                  */
2259                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2260
2261         size = ALIGN(size, align);
2262
2263         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2264
2265         if (!cachep->num) {
2266                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2267                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2268                 cachep = NULL;
2269                 goto oops;
2270         }
2271         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2272                           + sizeof(struct slab), align);
2273
2274         /*
2275          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2276          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2277          */
2278         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2279                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2280                 left_over -= slab_size;
2281         }
2282
2283         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2284                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2285                 slab_size =
2286                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2287         }
2288
2289         cachep->colour_off = cache_line_size();
2290         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2291         if (cachep->colour_off < align)
2292                 cachep->colour_off = align;
2293         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2294         cachep->slab_size = slab_size;
2295         cachep->flags = flags;
2296         cachep->gfpflags = 0;
2297         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2298                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2299         cachep->buffer_size = size;
2300
2301         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2302                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2303                 /*
2304                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2305                  * But since we go off slab only for object size greater than
2306                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2307                  * this should not happen at all.
2308                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2309                  */
2310                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2311         }
2312         cachep->ctor = ctor;
2313         cachep->dtor = dtor;
2314         cachep->name = name;
2315
2316         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2317                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2318                 cachep = NULL;
2319                 goto oops;
2320         }
2321
2322         /* cache setup completed, link it into the list */
2323         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2324 oops:
2325         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2326                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2327                       name);
2328         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2329         unlock_cpu_hotplug();
2330         return cachep;
2331 }
2332 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2333
2334 #if DEBUG
2335 static void check_irq_off(void)
2336 {
2337         BUG_ON(!irqs_disabled());
2338 }
2339
2340 static void check_irq_on(void)
2341 {
2342         BUG_ON(irqs_disabled());
2343 }
2344
2345 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2346 {
2347 #ifdef CONFIG_SMP
2348         check_irq_off();
2349         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2350 #endif
2351 }
2352
2353 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2354 {
2355 #ifdef CONFIG_SMP
2356         check_irq_off();
2357         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2358 #endif
2359 }
2360
2361 #else
2362 #define check_irq_off() do { } while(0)
2363 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2364 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2365 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2366 #endif
2367
2368 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2369                         struct array_cache *ac,
2370                         int force, int node);
2371
2372 static void do_drain(void *arg)
2373 {
2374         struct kmem_cache *cachep = arg;
2375         struct array_cache *ac;
2376         int node = numa_node_id();
2377
2378         check_irq_off();
2379         ac = cpu_cache_get(cachep);
2380         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2381         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2382         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2383         ac->avail = 0;
2384 }
2385
2386 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2387 {
2388         struct kmem_list3 *l3;
2389         int node;
2390
2391         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2392         check_irq_on();
2393         for_each_online_node(node) {
2394                 l3 = cachep->nodelists[node];
2395                 if (l3 && l3->alien)
2396                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2397         }
2398
2399         for_each_online_node(node) {
2400                 l3 = cachep->nodelists[node];
2401                 if (l3)
2402                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2403         }
2404 }
2405
2406 /*
2407  * Remove slabs from the list of free slabs.
2408  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2409  *
2410  * Returns the actual number of slabs released.
2411  */
2412 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2413                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2414 {
2415         struct list_head *p;
2416         int nr_freed;
2417         struct slab *slabp;
2418
2419         nr_freed = 0;
2420         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2421
2422                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2423                 p = l3->slabs_free.prev;
2424                 if (p == &l3->slabs_free) {
2425                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2426                         goto out;
2427                 }
2428
2429                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2430 #if DEBUG
2431                 BUG_ON(slabp->inuse);
2432 #endif
2433                 list_del(&slabp->list);
2434                 /*
2435                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2436                  * to the cache.
2437                  */
2438                 l3->free_objects -= cache->num;
2439                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2440                 slab_destroy(cache, slabp);
2441                 nr_freed++;
2442         }
2443 out:
2444         return nr_freed;
2445 }
2446
2447 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2448 {
2449         int ret = 0, i = 0;
2450         struct kmem_list3 *l3;
2451
2452         drain_cpu_caches(cachep);
2453
2454         check_irq_on();
2455         for_each_online_node(i) {
2456                 l3 = cachep->nodelists[i];
2457                 if (!l3)
2458                         continue;
2459
2460                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2461
2462                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2463                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2464         }
2465         return (ret ? 1 : 0);
2466 }
2467
2468 /**
2469  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2470  * @cachep: The cache to shrink.
2471  *
2472  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2473  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2474  */
2475 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2476 {
2477         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2478
2479         return __cache_shrink(cachep);
2480 }
2481 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2482
2483 /**
2484  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2485  * @cachep: the cache to destroy
2486  *
2487  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2488  *
2489  * It is expected this function will be called by a module when it is
2490  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2491  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2492  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2493  *
2494  * The cache must be empty before calling this function.
2495  *
2496  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2497  * during the kmem_cache_destroy().
2498  */
2499 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2500 {
2501         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2502
2503         /* Don't let CPUs to come and go */
2504         lock_cpu_hotplug();
2505
2506         /* Find the cache in the chain of caches. */
2507         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2508         /*
2509          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2510          */
2511         list_del(&cachep->next);
2512         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2513
2514         if (__cache_shrink(cachep)) {
2515                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2516                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2517                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2518                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2519                 unlock_cpu_hotplug();
2520                 return;
2521         }
2522
2523         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2524                 synchronize_rcu();
2525
2526         __kmem_cache_destroy(cachep);
2527         unlock_cpu_hotplug();
2528 }
2529 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2530
2531 /*
2532  * Get the memory for a slab management obj.
2533  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2534  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2535  * come from the same cache which is getting created because,
2536  * when we are searching for an appropriate cache for these
2537  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2538  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2539  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2540  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2541  */
2542 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2543                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2544                                    int nodeid)
2545 {
2546         struct slab *slabp;
2547
2548         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2549                 /* Slab management obj is off-slab. */
2550                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2551                                               local_flags, nodeid);
2552                 if (!slabp)
2553                         return NULL;
2554         } else {
2555                 slabp = objp + colour_off;
2556                 colour_off += cachep->slab_size;
2557         }
2558         slabp->inuse = 0;
2559         slabp->colouroff = colour_off;
2560         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2561         slabp->nodeid = nodeid;
2562         return slabp;
2563 }
2564
2565 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2566 {
2567         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2568 }
2569
2570 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2571                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2572 {
2573         int i;
2574
2575         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2576                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2577 #if DEBUG
2578                 /* need to poison the objs? */
2579                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2580                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2581                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2582                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2583
2584                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2585                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2586                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2587                 }
2588                 /*
2589                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2590                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2591                  * They must also be threaded.
2592                  */
2593                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2594                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2595                                      ctor_flags);
2596
2597                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2598                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2599                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2600                                            " end of an object");
2601                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2602                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2603                                            " start of an object");
2604                 }
2605                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2606                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2607                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2608                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2609 #else
2610                 if (cachep->ctor)
2611                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2612 #endif
2613                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2614         }
2615         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2616         slabp->free = 0;
2617 }
2618
2619 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2620 {
2621         if (flags & SLAB_DMA)
2622                 BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2623         else
2624                 BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2625 }
2626
2627 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2628                                 int nodeid)
2629 {
2630         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2631         kmem_bufctl_t next;
2632
2633         slabp->inuse++;
2634         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2635 #if DEBUG
2636         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2637         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2638 #endif
2639         slabp->free = next;
2640
2641         return objp;
2642 }
2643
2644 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2645                                 void *objp, int nodeid)
2646 {
2647         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2648
2649 #if DEBUG
2650         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2651         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2652
2653         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2654                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2655                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2656                 BUG();
2657         }
2658 #endif
2659         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2660         slabp->free = objnr;
2661         slabp->inuse--;
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2666  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2667  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2668  */
2669 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2670                            void *addr)
2671 {
2672         int nr_pages;
2673         struct page *page;
2674
2675         page = virt_to_page(addr);
2676
2677         nr_pages = 1;
2678         if (likely(!PageCompound(page)))
2679                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2680
2681         do {
2682                 page_set_cache(page, cache);
2683                 page_set_slab(page, slab);
2684                 page++;
2685         } while (--nr_pages);
2686 }
2687
2688 /*
2689  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2690  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2691  */
2692 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2693 {
2694         struct slab *slabp;
2695         void *objp;
2696         size_t offset;
2697         gfp_t local_flags;
2698         unsigned long ctor_flags;
2699         struct kmem_list3 *l3;
2700
2701         /*
2702          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2703          * critical path in kmem_cache_alloc().
2704          */
2705         BUG_ON(flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW));
2706         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2707                 return 0;
2708
2709         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2710         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2711         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2712                 /*
2713                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2714                  * this - it might need to know...
2715                  */
2716                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2717
2718         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2719         check_irq_off();
2720         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2721         spin_lock(&l3->list_lock);
2722
2723         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2724         offset = l3->colour_next;
2725         l3->colour_next++;
2726         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2727                 l3->colour_next = 0;
2728         spin_unlock(&l3->list_lock);
2729
2730         offset *= cachep->colour_off;
2731
2732         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2733                 local_irq_enable();
2734
2735         /*
2736          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2737          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2738          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2739          * will eventually be caught here (where it matters).
2740          */
2741         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2742
2743         /*
2744          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2745          * 'nodeid'.
2746          */
2747         objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2748         if (!objp)
2749                 goto failed;
2750
2751         /* Get slab management. */
2752         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags, nodeid);
2753         if (!slabp)
2754                 goto opps1;
2755
2756         slabp->nodeid = nodeid;
2757         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2758
2759         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2760
2761         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2762                 local_irq_disable();
2763         check_irq_off();
2764         spin_lock(&l3->list_lock);
2765
2766         /* Make slab active. */
2767         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2768         STATS_INC_GROWN(cachep);
2769         l3->free_objects += cachep->num;
2770         spin_unlock(&l3->list_lock);
2771         return 1;
2772 opps1:
2773         kmem_freepages(cachep, objp);
2774 failed:
2775         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2776                 local_irq_disable();
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 #if DEBUG
2781
2782 /*
2783  * Perform extra freeing checks:
2784  * - detect bad pointers.
2785  * - POISON/RED_ZONE checking
2786  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2787  */
2788 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2789 {
2790         struct page *page;
2791
2792         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2793                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2794                        (unsigned long)objp);
2795                 BUG();
2796         }
2797         page = virt_to_page(objp);
2798         if (!PageSlab(page)) {
2799                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2800                        (unsigned long)objp);
2801                 BUG();
2802         }
2803 }
2804
2805 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2806 {
2807         unsigned long redzone1, redzone2;
2808
2809         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2810         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2811
2812         /*
2813          * Redzone is ok.
2814          */
2815         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2816                 return;
2817
2818         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2819                 slab_error(cache, "double free detected");
2820         else
2821                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2822
2823         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2824                         obj, redzone1, redzone2);
2825 }
2826
2827 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2828                                    void *caller)
2829 {
2830         struct page *page;
2831         unsigned int objnr;
2832         struct slab *slabp;
2833
2834         objp -= obj_offset(cachep);
2835         kfree_debugcheck(objp);
2836         page = virt_to_page(objp);
2837
2838         slabp = page_get_slab(page);
2839
2840         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2841                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2842                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2843                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2844         }
2845         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2846                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2847
2848         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2849
2850         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2851         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2852
2853         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2854                 /*
2855                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2856                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2857                  * the cache-lock held.
2858                  */
2859                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2860                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2861         }
2862         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2863                 /* we want to cache poison the object,
2864                  * call the destruction callback
2865                  */
2866                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2867         }
2868 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2869         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2870 #endif
2871         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2872 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2873                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2874                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2875                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2876                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2877                 } else {
2878                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2879                 }
2880 #else
2881                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2882 #endif
2883         }
2884         return objp;
2885 }
2886
2887 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2888 {
2889         kmem_bufctl_t i;
2890         int entries = 0;
2891
2892         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2893         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2894                 entries++;
2895                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2896                         goto bad;
2897         }
2898         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2899 bad:
2900                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2901                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2902                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2903                 for (i = 0;
2904                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2905                      i++) {
2906                         if (i % 16 == 0)
2907                                 printk("\n%03x:", i);
2908                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2909                 }
2910                 printk("\n");
2911                 BUG();
2912         }
2913 }
2914 #else
2915 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2916 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2917 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2918 #endif
2919
2920 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2921 {
2922         int batchcount;
2923         struct kmem_list3 *l3;
2924         struct array_cache *ac;
2925         int node;
2926
2927         node = numa_node_id();
2928
2929         check_irq_off();
2930         ac = cpu_cache_get(cachep);
2931 retry:
2932         batchcount = ac->batchcount;
2933         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2934                 /*
2935                  * If there was little recent activity on this cache, then
2936                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2937                  * refill bouncing.
2938                  */
2939                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2940         }
2941         l3 = cachep->nodelists[node];
2942
2943         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2944         spin_lock(&l3->list_lock);
2945
2946         /* See if we can refill from the shared array */
2947         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2948                 goto alloc_done;
2949
2950         while (batchcount > 0) {
2951                 struct list_head *entry;
2952                 struct slab *slabp;
2953                 /* Get slab alloc is to come from. */
2954                 entry = l3->slabs_partial.next;
2955                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2956                         l3->free_touched = 1;
2957                         entry = l3->slabs_free.next;
2958                         if (entry == &l3->slabs_free)
2959                                 goto must_grow;
2960                 }
2961
2962                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2963                 check_slabp(cachep, slabp);
2964                 check_spinlock_acquired(cachep);
2965                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2966                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2967                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2968                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2969
2970                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2971                                                             node);
2972                 }
2973                 check_slabp(cachep, slabp);
2974
2975                 /* move slabp to correct slabp list: */
2976                 list_del(&slabp->list);
2977                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2978                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2979                 else
2980                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2981         }
2982
2983 must_grow:
2984         l3->free_objects -= ac->avail;
2985 alloc_done:
2986         spin_unlock(&l3->list_lock);
2987
2988         if (unlikely(!ac->avail)) {
2989                 int x;
2990                 x = cache_grow(cachep, flags, node);
2991
2992                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2993                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2994                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
2995                         return NULL;
2996
2997                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2998                         goto retry;
2999         }
3000         ac->touched = 1;
3001         return ac->entry[--ac->avail];
3002 }
3003
3004 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3005                                                 gfp_t flags)
3006 {
3007         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3008 #if DEBUG
3009         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3010 #endif
3011 }
3012
3013 #if DEBUG
3014 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3015                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3016 {
3017         if (!objp)
3018                 return objp;
3019         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3020 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3021                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3022                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3023                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3024                 else
3025                         check_poison_obj(cachep, objp);
3026 #else
3027                 check_poison_obj(cachep, objp);
3028 #endif
3029                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3030         }
3031         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3032                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3033
3034         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3035                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3036                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3037                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3038                                                 " object was overwritten");
3039                         printk(KERN_ERR
3040                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3041                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3042                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3043                 }
3044                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3045                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3046         }
3047 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3048         {
3049                 struct slab *slabp;
3050                 unsigned objnr;
3051
3052                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3053                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3054                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3055         }
3056 #endif
3057         objp += obj_offset(cachep);
3058         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3059                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3060
3061                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3062                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3063
3064                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3065         }
3066         return objp;
3067 }
3068 #else
3069 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3070 #endif
3071
3072 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3073 {
3074         void *objp;
3075         struct array_cache *ac;
3076
3077         check_irq_off();
3078         ac = cpu_cache_get(cachep);
3079         if (likely(ac->avail)) {
3080                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3081                 ac->touched = 1;
3082                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3083         } else {
3084                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3085                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3086         }
3087         return objp;
3088 }
3089
3090 static __always_inline void *__cache_alloc(struct kmem_cache *cachep,
3091                                                 gfp_t flags, void *caller)
3092 {
3093         unsigned long save_flags;
3094         void *objp = NULL;
3095
3096         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3097
3098         local_irq_save(save_flags);
3099
3100         if (unlikely(NUMA_BUILD &&
3101                         current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY)))
3102                 objp = alternate_node_alloc(cachep, flags);
3103
3104         if (!objp)
3105                 objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
3106         /*
3107          * We may just have run out of memory on the local node.
3108          * __cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3109          */
3110         if (NUMA_BUILD && !objp)
3111                 objp = __cache_alloc_node(cachep, flags, numa_node_id());
3112         local_irq_restore(save_flags);
3113         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
3114                                             caller);
3115         prefetchw(objp);
3116         return objp;
3117 }
3118
3119 #ifdef CONFIG_NUMA
3120 /*
3121  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3122  *
3123  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3124  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3125  */
3126 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3127 {
3128         int nid_alloc, nid_here;
3129
3130         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3131                 return NULL;
3132         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3133         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3134                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3135         else if (current->mempolicy)
3136                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3137         if (nid_alloc != nid_here)
3138                 return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3139         return NULL;
3140 }
3141
3142 /*
3143  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3144  * certain node and we are allowed to fall back. We mimick the behavior of
3145  * the page allocator. We fall back according to a zonelist determined by
3146  * the policy layer while obeying cpuset constraints.
3147  */
3148 void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3149 {
3150         struct zonelist *zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3151                                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3152         struct zone **z;
3153         void *obj = NULL;
3154
3155         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3156                 int nid = zone_to_nid(*z);
3157
3158                 if (zone_idx(*z) <= ZONE_NORMAL &&
3159                                 cpuset_zone_allowed(*z, flags) &&
3160                                 cache->nodelists[nid])
3161                         obj = __cache_alloc_node(cache,
3162                                         flags | __GFP_THISNODE, nid);
3163         }
3164         return obj;
3165 }
3166
3167 /*
3168  * A interface to enable slab creation on nodeid
3169  */
3170 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3171                                 int nodeid)
3172 {
3173         struct list_head *entry;
3174         struct slab *slabp;
3175         struct kmem_list3 *l3;
3176         void *obj;
3177         int x;
3178
3179         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3180         BUG_ON(!l3);
3181
3182 retry:
3183         check_irq_off();
3184         spin_lock(&l3->list_lock);
3185         entry = l3->slabs_partial.next;
3186         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3187                 l3->free_touched = 1;
3188                 entry = l3->slabs_free.next;
3189                 if (entry == &l3->slabs_free)
3190                         goto must_grow;
3191         }
3192
3193         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3194         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3195         check_slabp(cachep, slabp);
3196
3197         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3198         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3199         STATS_SET_HIGH(cachep);
3200
3201         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3202
3203         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3204         check_slabp(cachep, slabp);
3205         l3->free_objects--;
3206         /* move slabp to correct slabp list: */
3207         list_del(&slabp->list);
3208
3209         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3210                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3211         else
3212                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3213
3214         spin_unlock(&l3->list_lock);
3215         goto done;
3216
3217 must_grow:
3218         spin_unlock(&l3->list_lock);
3219         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
3220         if (x)
3221                 goto retry;
3222
3223         if (!(flags & __GFP_THISNODE))
3224                 /* Unable to grow the cache. Fall back to other nodes. */
3225                 return fallback_alloc(cachep, flags);
3226
3227         return NULL;
3228
3229 done:
3230         return obj;
3231 }
3232 #endif
3233
3234 /*
3235  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3236  */
3237 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3238                        int node)
3239 {
3240         int i;
3241         struct kmem_list3 *l3;
3242
3243         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3244                 void *objp = objpp[i];
3245                 struct slab *slabp;
3246
3247                 slabp = virt_to_slab(objp);
3248                 l3 = cachep->nodelists[node];
3249                 list_del(&slabp->list);
3250                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3251                 check_slabp(cachep, slabp);
3252                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3253                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3254                 l3->free_objects++;
3255                 check_slabp(cachep, slabp);
3256
3257                 /* fixup slab chains */
3258                 if (slabp->inuse == 0) {
3259                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3260                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3261                                 /* No need to drop any previously held
3262                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3263                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3264                                  * a different cache, refer to comments before
3265                                  * alloc_slabmgmt.
3266                                  */
3267                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3268                         } else {
3269                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3270                         }
3271                 } else {
3272                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3273                          * partial list on free - maximum time for the
3274                          * other objects to be freed, too.
3275                          */
3276                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3277                 }
3278         }
3279 }
3280
3281 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3282 {
3283         int batchcount;
3284         struct kmem_list3 *l3;
3285         int node = numa_node_id();
3286
3287         batchcount = ac->batchcount;
3288 #if DEBUG
3289         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3290 #endif
3291         check_irq_off();
3292         l3 = cachep->nodelists[node];
3293         spin_lock(&l3->list_lock);
3294         if (l3->shared) {
3295                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3296                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3297                 if (max) {
3298                         if (batchcount > max)
3299                                 batchcount = max;
3300                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3301                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3302                         shared_array->avail += batchcount;
3303                         goto free_done;
3304                 }
3305         }
3306
3307         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3308 free_done:
3309 #if STATS
3310         {
3311                 int i = 0;
3312                 struct list_head *p;
3313
3314                 p = l3->slabs_free.next;
3315                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3316                         struct slab *slabp;
3317
3318                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3319                         BUG_ON(slabp->inuse);
3320
3321                         i++;
3322                         p = p->next;
3323                 }
3324                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3325         }
3326 #endif
3327         spin_unlock(&l3->list_lock);
3328         ac->avail -= batchcount;
3329         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3330 }
3331
3332 /*
3333  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3334  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3335  */
3336 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3337 {
3338         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3339
3340         check_irq_off();
3341         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3342
3343         if (cache_free_alien(cachep, objp))
3344                 return;
3345
3346         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3347                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3348                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3349                 return;
3350         } else {
3351                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3352                 cache_flusharray(cachep, ac);
3353                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3354         }
3355 }
3356
3357 /**
3358  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3359  * @cachep: The cache to allocate from.
3360  * @flags: See kmalloc().
3361  *
3362  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3363  * if the cache has no available objects.
3364  */
3365 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3366 {
3367         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3368 }
3369 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3370
3371 /**
3372  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3373  * @cache: The cache to allocate from.
3374  * @flags: See kmalloc().
3375  *
3376  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3377  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3378  */
3379 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3380 {
3381         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3382         if (ret)
3383                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3384         return ret;
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3387
3388 /**
3389  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3390  *      be a slab entry.
3391  * @cachep: the cache we're checking against
3392  * @ptr: pointer to validate
3393  *
3394  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3395  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3396  * part of the slab cache in question, but it at least
3397  * validates that the pointer can be dereferenced and
3398  * looks half-way sane.
3399  *
3400  * Currently only used for dentry validation.
3401  */
3402 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3403 {
3404         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3405         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3406         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3407         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3408         struct page *page;
3409
3410         if (unlikely(addr < min_addr))
3411                 goto out;
3412         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3413                 goto out;
3414         if (unlikely(addr & align_mask))
3415                 goto out;
3416         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3417                 goto out;
3418         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3419                 goto out;
3420         page = virt_to_page(ptr);
3421         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3422                 goto out;
3423         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3424                 goto out;
3425         return 1;
3426 out:
3427         return 0;
3428 }
3429
3430 #ifdef CONFIG_NUMA
3431 /**
3432  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3433  * @cachep: The cache to allocate from.
3434  * @flags: See kmalloc().
3435  * @nodeid: node number of the target node.
3436  *
3437  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3438  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3439  * can improve the performance for cpu bound structures.
3440  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3441  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3442  */
3443 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3444 {
3445         unsigned long save_flags;
3446         void *ptr;
3447
3448         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3449         local_irq_save(save_flags);
3450
3451         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3452                         !cachep->nodelists[nodeid])
3453                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3454         else
3455                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3456         local_irq_restore(save_flags);
3457
3458         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3459                                            __builtin_return_address(0));
3460
3461         return ptr;
3462 }
3463 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3464
3465 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3466 {
3467         struct kmem_cache *cachep;
3468
3469         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3470         if (unlikely(cachep == NULL))
3471                 return NULL;
3472         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3473 }
3474 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3475 #endif
3476
3477 /**
3478  * __do_kmalloc - allocate memory
3479  * @size: how many bytes of memory are required.
3480  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3481  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3482  */
3483 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3484                                           void *caller)
3485 {
3486         struct kmem_cache *cachep;
3487
3488         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3489          * __ with kmem_.
3490          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3491          * functions.
3492          */
3493         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3494         if (unlikely(cachep == NULL))
3495                 return NULL;
3496         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3497 }
3498
3499
3500 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3501 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3502 {
3503         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3506
3507 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3508 {
3509         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3510 }
3511 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3512
3513 #else
3514 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3515 {
3516         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3519 #endif
3520
3521 /**
3522  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3523  * @cachep: The cache the allocation was from.
3524  * @objp: The previously allocated object.
3525  *
3526  * Free an object which was previously allocated from this
3527  * cache.
3528  */
3529 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3530 {
3531         unsigned long flags;
3532
3533         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3534
3535         local_irq_save(flags);
3536         __cache_free(cachep, objp);
3537         local_irq_restore(flags);
3538 }
3539 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3540
3541 /**
3542  * kfree - free previously allocated memory
3543  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3544  *
3545  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3546  *
3547  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3548  * or you will run into trouble.
3549  */
3550 void kfree(const void *objp)
3551 {
3552         struct kmem_cache *c;
3553         unsigned long flags;
3554
3555         if (unlikely(!objp))
3556                 return;
3557         local_irq_save(flags);
3558         kfree_debugcheck(objp);
3559         c = virt_to_cache(objp);
3560         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3561         __cache_free(c, (void *)objp);
3562         local_irq_restore(flags);
3563 }
3564 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3565
3566 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3567 {
3568         return obj_size(cachep);
3569 }
3570 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3571
3572 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3573 {
3574         return cachep->name;
3575 }
3576 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3577
3578 /*
3579  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3580  */
3581 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3582 {
3583         int node;
3584         struct kmem_list3 *l3;
3585         struct array_cache *new_shared;
3586         struct array_cache **new_alien;
3587
3588         for_each_online_node(node) {
3589
3590                 new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3591                 if (!new_alien)
3592                         goto fail;
3593
3594                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3595                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3596                                         0xbaadf00d);
3597                 if (!new_shared) {
3598                         free_alien_cache(new_alien);
3599                         goto fail;
3600                 }
3601
3602                 l3 = cachep->nodelists[node];
3603                 if (l3) {
3604                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3605
3606                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3607
3608                         if (shared)
3609                                 free_block(cachep, shared->entry,
3610                                                 shared->avail, node);
3611
3612                         l3->shared = new_shared;
3613                         if (!l3->alien) {
3614                                 l3->alien = new_alien;
3615                                 new_alien = NULL;
3616                         }
3617                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3618                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3619                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3620                         kfree(shared);
3621                         free_alien_cache(new_alien);
3622                         continue;
3623                 }
3624                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3625                 if (!l3) {
3626                         free_alien_cache(new_alien);
3627                         kfree(new_shared);
3628                         goto fail;
3629                 }
3630
3631                 kmem_list3_init(l3);
3632                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3633                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3634                 l3->shared = new_shared;
3635                 l3->alien = new_alien;
3636                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3637                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3638                 cachep->nodelists[node] = l3;
3639         }
3640         return 0;
3641
3642 fail:
3643         if (!cachep->next.next) {
3644                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3645                 node--;
3646                 while (node >= 0) {
3647                         if (cachep->nodelists[node]) {
3648                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3649
3650                                 kfree(l3->shared);
3651                                 free_alien_cache(l3->alien);
3652                                 kfree(l3);
3653                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3654                         }
3655                         node--;
3656                 }
3657         }
3658         return -ENOMEM;
3659 }
3660
3661 struct ccupdate_struct {
3662         struct kmem_cache *cachep;
3663         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3664 };
3665
3666 static void do_ccupdate_local(void *info)
3667 {
3668         struct ccupdate_struct *new = info;
3669         struct array_cache *old;
3670
3671         check_irq_off();
3672         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3673
3674         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3675         new->new[smp_processor_id()] = old;
3676 }
3677
3678 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3679 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3680                                 int batchcount, int shared)
3681 {
3682         struct ccupdate_struct *new;
3683         int i;
3684
3685         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3686         if (!new)
3687                 return -ENOMEM;
3688
3689         for_each_online_cpu(i) {
3690                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3691                                                 batchcount);
3692                 if (!new->new[i]) {
3693                         for (i--; i >= 0; i--)
3694                                 kfree(new->new[i]);
3695                         kfree(new);
3696                         return -ENOMEM;
3697                 }
3698         }
3699         new->cachep = cachep;
3700
3701         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3702
3703         check_irq_on();
3704         cachep->batchcount = batchcount;
3705         cachep->limit = limit;
3706         cachep->shared = shared;
3707
3708         for_each_online_cpu(i) {
3709                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3710                 if (!ccold)
3711                         continue;
3712                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3713                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3714                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3715                 kfree(ccold);
3716         }
3717         kfree(new);
3718         return alloc_kmemlist(cachep);
3719 }
3720
3721 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3722 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3723 {
3724         int err;
3725         int limit, shared;
3726
3727         /*
3728          * The head array serves three purposes:
3729          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3730          * - reduce the number of spinlock operations.
3731          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3732          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3733          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3734          * Bonwick.
3735          */
3736         if (cachep->buffer_size > 131072)
3737                 limit = 1;
3738         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3739                 limit = 8;
3740         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3741                 limit = 24;
3742         else if (cachep->buffer_size > 256)
3743                 limit = 54;
3744         else
3745                 limit = 120;
3746
3747         /*
3748          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3749          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3750          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3751          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3752          * replaces Bonwick's magazine layer.
3753          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3754          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3755          */
3756         shared = 0;
3757 #ifdef CONFIG_SMP
3758         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3759                 shared = 8;
3760 #endif
3761
3762 #if DEBUG
3763         /*
3764          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3765          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3766          */
3767         if (limit > 32)
3768                 limit = 32;
3769 #endif
3770         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3771         if (err)
3772                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3773                        cachep->name, -err);
3774         return err;
3775 }
3776
3777 /*
3778  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3779  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3780  * if drain_array() is used on the shared array.
3781  */
3782 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3783                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3784 {
3785         int tofree;
3786
3787         if (!ac || !ac->avail)
3788                 return;
3789         if (ac->touched && !force) {
3790                 ac->touched = 0;
3791         } else {
3792                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3793                 if (ac->avail) {
3794                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3795                         if (tofree > ac->avail)
3796                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3797                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3798                         ac->avail -= tofree;
3799                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3800                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3801                 }
3802                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3803         }
3804 }
3805
3806 /**
3807  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3808  * @unused: unused parameter
3809  *
3810  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3811  * Purpose:
3812  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3813  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3814  *
3815  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3816  * again on the next iteration.
3817  */
3818 static void cache_reap(void *unused)
3819 {
3820         struct kmem_cache *searchp;
3821         struct kmem_list3 *l3;
3822         int node = numa_node_id();
3823
3824         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3825                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3826                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3827                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3828                 return;
3829         }
3830
3831         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
3832                 check_irq_on();
3833
3834                 /*
3835                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
3836                  * have established with reasonable certainty that
3837                  * we can do some work if the lock was obtained.
3838                  */
3839                 l3 = searchp->nodelists[node];
3840
3841                 reap_alien(searchp, l3);
3842
3843                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3844
3845                 /*
3846                  * These are racy checks but it does not matter
3847                  * if we skip one check or scan twice.
3848                  */
3849                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3850                         goto next;
3851
3852                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3853
3854                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
3855
3856                 if (l3->free_touched)
3857                         l3->free_touched = 0;
3858                 else {
3859                         int freed;
3860
3861                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
3862                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3863                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3864                 }
3865 next:
3866                 cond_resched();
3867         }
3868         check_irq_on();
3869         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3870         next_reap_node();
3871         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
3872         /* Set up the next iteration */
3873         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3874 }
3875
3876 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3877
3878 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3879 {
3880         /*
3881          * Output format version, so at least we can change it
3882          * without _too_ many complaints.
3883          */
3884 #if STATS
3885         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3886 #else
3887         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3888 #endif
3889         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3890                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3891         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3892         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3893 #if STATS
3894         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3895                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
3896         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3897 #endif
3898         seq_putc(m, '\n');
3899 }
3900
3901 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3902 {
3903         loff_t n = *pos;
3904         struct list_head *p;
3905
3906         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3907         if (!n)
3908                 print_slabinfo_header(m);
3909         p = cache_chain.next;
3910         while (n--) {
3911                 p = p->next;
3912                 if (p == &cache_chain)
3913                         return NULL;
3914         }
3915         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3916 }
3917
3918 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3919 {
3920         struct kmem_cache *cachep = p;
3921         ++*pos;
3922         return cachep->next.next == &cache_chain ?
3923                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3924 }
3925
3926 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3927 {
3928         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3929 }
3930
3931 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3932 {
3933         struct kmem_cache *cachep = p;
3934         struct slab *slabp;
3935         unsigned long active_objs;
3936         unsigned long num_objs;
3937         unsigned long active_slabs = 0;
3938         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3939         const char *name;
3940         char *error = NULL;
3941         int node;
3942         struct kmem_list3 *l3;
3943
3944         active_objs = 0;
3945         num_slabs = 0;
3946         for_each_online_node(node) {
3947                 l3 = cachep->nodelists[node];
3948                 if (!l3)
3949                         continue;
3950
3951                 check_irq_on();
3952                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3953
3954                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
3955                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3956                                 error = "slabs_full accounting error";
3957                         active_objs += cachep->num;
3958                         active_slabs++;
3959                 }
3960                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
3961                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3962                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3963                         if (!slabp->inuse && !error)
3964                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3965                         active_objs += slabp->inuse;
3966                         active_slabs++;
3967                 }
3968                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
3969                         if (slabp->inuse && !error)
3970                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3971                         num_slabs++;
3972                 }
3973                 free_objects += l3->free_objects;
3974                 if (l3->shared)
3975                         shared_avail += l3->shared->avail;
3976
3977                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3978         }
3979         num_slabs += active_slabs;
3980         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3981         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3982                 error = "free_objects accounting error";
3983
3984         name = cachep->name;
3985         if (error)
3986                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3987
3988         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3989                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3990                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3991         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3992                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3993         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3994                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3995 #if STATS
3996         {                       /* list3 stats */
3997                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3998                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3999                 unsigned long grown = cachep->grown;
4000                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4001                 unsigned long errors = cachep->errors;
4002                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4003                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4004                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4005                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4006
4007                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4008                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4009                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4010                                 node_frees, overflows);
4011         }
4012         /* cpu stats */
4013         {
4014                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4015                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4016                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4017                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4018
4019                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4020                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4021         }
4022 #endif
4023         seq_putc(m, '\n');
4024         return 0;
4025 }
4026
4027 /*
4028  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4029  *
4030  * Output layout:
4031  * cache-name
4032  * num-active-objs
4033  * total-objs
4034  * object size
4035  * num-active-slabs
4036  * total-slabs
4037  * num-pages-per-slab
4038  * + further values on SMP and with statistics enabled
4039  */
4040
4041 struct seq_operations slabinfo_op = {
4042         .start = s_start,
4043         .next = s_next,
4044         .stop = s_stop,
4045         .show = s_show,
4046 };
4047
4048 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4049 /**
4050  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4051  * @file: unused
4052  * @buffer: user buffer
4053  * @count: data length
4054  * @ppos: unused
4055  */
4056 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4057                        size_t count, loff_t *ppos)
4058 {
4059         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4060         int limit, batchcount, shared, res;
4061         struct kmem_cache *cachep;
4062
4063         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4064                 return -EINVAL;
4065         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4066                 return -EFAULT;
4067         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4068
4069         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4070         if (!tmp)
4071                 return -EINVAL;
4072         *tmp = '\0';
4073         tmp++;
4074         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4075                 return -EINVAL;
4076
4077         /* Find the cache in the chain of caches. */
4078         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4079         res = -EINVAL;
4080         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4081                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4082                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4083                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4084                                 res = 0;
4085                         } else {
4086                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4087                                                        batchcount, shared);
4088                         }
4089                         break;
4090                 }
4091         }
4092         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4093         if (res >= 0)
4094                 res = count;
4095         return res;
4096 }
4097
4098 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4099
4100 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4101 {
4102         loff_t n = *pos;
4103         struct list_head *p;
4104
4105         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4106         p = cache_chain.next;
4107         while (n--) {
4108                 p = p->next;
4109                 if (p == &cache_chain)
4110                         return NULL;
4111         }
4112         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4113 }
4114
4115 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4116 {
4117         unsigned long *p;
4118         int l;
4119         if (!v)
4120                 return 1;
4121         l = n[1];
4122         p = n + 2;
4123         while (l) {
4124                 int i = l/2;
4125                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4126                 if (*q == v) {
4127                         q[1]++;
4128                         return 1;
4129                 }
4130                 if (*q > v) {
4131                         l = i;
4132                 } else {
4133                         p = q + 2;
4134                         l -= i + 1;
4135                 }
4136         }
4137         if (++n[1] == n[0])
4138                 return 0;
4139         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4140         p[0] = v;
4141         p[1] = 1;
4142         return 1;
4143 }
4144
4145 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4146 {
4147         void *p;
4148         int i;
4149         if (n[0] == n[1])
4150                 return;
4151         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4152                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4153                         continue;
4154                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4155                         return;
4156         }
4157 }
4158
4159 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4160 {
4161 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4162         char *modname;
4163         const char *name;
4164         unsigned long offset, size;
4165         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4166
4167         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4168
4169         if (name) {
4170                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4171                 if (modname)
4172                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4173                 return;
4174         }
4175 #endif
4176         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4177 }
4178
4179 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4180 {
4181         struct kmem_cache *cachep = p;
4182         struct slab *slabp;
4183         struct kmem_list3 *l3;
4184         const char *name;
4185         unsigned long *n = m->private;
4186         int node;
4187         int i;
4188
4189         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4190                 return 0;
4191         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4192                 return 0;
4193
4194         /* OK, we can do it */
4195
4196         n[1] = 0;
4197
4198         for_each_online_node(node) {
4199                 l3 = cachep->nodelists[node];
4200                 if (!l3)
4201                         continue;
4202
4203                 check_irq_on();
4204                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4205
4206                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4207                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4208                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4209                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4210                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4211         }
4212         name = cachep->name;
4213         if (n[0] == n[1]) {
4214                 /* Increase the buffer size */
4215                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4216                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4217                 if (!m->private) {
4218                         /* Too bad, we are really out */
4219                         m->private = n;
4220                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4221                         return -ENOMEM;
4222                 }
4223                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4224                 kfree(n);
4225                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4226                 /* Now make sure this entry will be retried */
4227                 m->count = m->size;
4228                 return 0;
4229         }
4230         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4231                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4232                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4233                 seq_putc(m, '\n');
4234         }
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 struct seq_operations slabstats_op = {
4240         .start = leaks_start,
4241         .next = s_next,
4242         .stop = s_stop,
4243         .show = leaks_show,
4244 };
4245 #endif
4246 #endif
4247
4248 /**
4249  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4250  * @objp: Pointer to the object
4251  *
4252  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4253  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4254  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4255  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4256  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4257  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4258  * must not be freed during the duration of the call.
4259  */
4260 unsigned int ksize(const void *objp)
4261 {
4262         if (unlikely(objp == NULL))
4263                 return 0;
4264
4265         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4266 }