mm: export get_vma_policy()
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <asm/cacheflush.h>
121 #include        <asm/tlbflush.h>
122 #include        <asm/page.h>
123
124 /*
125  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
126  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
127  *
128  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
129  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
130  *
131  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
132  */
133
134 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
135 #define DEBUG           1
136 #define STATS           1
137 #define FORCED_DEBUG    1
138 #else
139 #define DEBUG           0
140 #define STATS           0
141 #define FORCED_DEBUG    0
142 #endif
143
144 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
145 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
146 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
147
148 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
149 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
150 #endif
151
152 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
153 #if DEBUG
154 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
155                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
156                          SLAB_CACHE_DMA | \
157                          SLAB_STORE_USER | \
158                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
159                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
160                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
161 #else
162 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
163                          SLAB_CACHE_DMA | \
164                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
165                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
166                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
167 #endif
168
169 /*
170  * kmem_bufctl_t:
171  *
172  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
173  * linked offsets.
174  *
175  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
176  * slab an object belongs to.
177  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
178  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
179  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
180  * that does not use off-slab slabs.
181  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
182  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
183  * to have too many per slab.
184  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
185  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
186  */
187
188 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
189 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
190 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
191 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
192 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
193
194 /*
195  * struct slab_rcu
196  *
197  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
198  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
199  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
200  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
201  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
202  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
203  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
204  *
205  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
206  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
207  */
208 struct slab_rcu {
209         struct rcu_head head;
210         struct kmem_cache *cachep;
211         void *addr;
212 };
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         union {
223                 struct {
224                         struct list_head list;
225                         unsigned long colouroff;
226                         void *s_mem;            /* including colour offset */
227                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228                         kmem_bufctl_t free;
229                         unsigned short nodeid;
230                 };
231                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
232         };
233 };
234
235 /*
236  * struct array_cache
237  *
238  * Purpose:
239  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
240  * - reduce the number of linked list operations
241  * - reduce spinlock operations
242  *
243  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
244  * footprint.
245  *
246  */
247 struct array_cache {
248         unsigned int avail;
249         unsigned int limit;
250         unsigned int batchcount;
251         unsigned int touched;
252         spinlock_t lock;
253         void *entry[];  /*
254                          * Must have this definition in here for the proper
255                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
256                          * the entries.
257                          */
258 };
259
260 /*
261  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
262  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
263  */
264 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
265 struct arraycache_init {
266         struct array_cache cache;
267         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
268 };
269
270 /*
271  * The slab lists for all objects.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head slabs_full;
276         struct list_head slabs_free;
277         unsigned long free_objects;
278         unsigned int free_limit;
279         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
280         spinlock_t list_lock;
281         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
282         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
283         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
284         int free_touched;               /* updated without locking */
285 };
286
287 /*
288  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
289  */
290 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
291 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
292 #define CACHE_CACHE 0
293 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
294 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
295
296 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
297                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
298 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
299                         int node);
300 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
301 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
302
303 /*
304  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
305  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
306  */
307 static __always_inline int index_of(const size_t size)
308 {
309         extern void __bad_size(void);
310
311         if (__builtin_constant_p(size)) {
312                 int i = 0;
313
314 #define CACHE(x) \
315         if (size <=x) \
316                 return i; \
317         else \
318                 i++;
319 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
320 #undef CACHE
321                 __bad_size();
322         } else
323                 __bad_size();
324         return 0;
325 }
326
327 static int slab_early_init = 1;
328
329 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
330 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
331
332 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
333 {
334         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
335         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
337         parent->shared = NULL;
338         parent->alien = NULL;
339         parent->colour_next = 0;
340         spin_lock_init(&parent->list_lock);
341         parent->free_objects = 0;
342         parent->free_touched = 0;
343 }
344
345 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
346         do {                                                            \
347                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
348                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
349         } while (0)
350
351 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
352         do {                                                            \
353         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
354         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
356         } while (0)
357
358 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
359 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
360
361 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
362 /*
363  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
364  * cpucache drain/refill cycles.
365  *
366  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
367  * which could lock up otherwise freeable slabs.
368  */
369 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
370 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
371
372 #if STATS
373 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
374 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
375 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
376 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
377 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
378 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
379         do {                                                            \
380                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
381                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
382         } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
386 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
387 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
388         do {                                                            \
389                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
390                         (x)->max_freeable = i;                          \
391         } while (0)
392 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
393 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
394 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
395 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
396 #else
397 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
399 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
400 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
401 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
402 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
405 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
406 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
411 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
412 #endif
413
414 #if DEBUG
415
416 /*
417  * memory layout of objects:
418  * 0            : objp
419  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
420  *              the end of an object is aligned with the end of the real
421  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
422  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
423  *              redzone word.
424  * cachep->obj_offset: The real object.
425  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
426  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
427  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
428  */
429 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
430 {
431         return cachep->obj_offset;
432 }
433
434 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
435 {
436         return cachep->obj_size;
437 }
438
439 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
440 {
441         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
442         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
443                                       sizeof(unsigned long long));
444 }
445
446 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
447 {
448         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
449         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
450                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
451                                               sizeof(unsigned long long) -
452                                               REDZONE_ALIGN);
453         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
454                                        sizeof(unsigned long long));
455 }
456
457 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
458 {
459         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
460         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
461 }
462
463 #else
464
465 #define obj_offset(x)                   0
466 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
467 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
468 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
469 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
470
471 #endif
472
473 #ifdef CONFIG_TRACING
474 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
475 {
476         return cachep->buffer_size;
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
479 #endif
480
481 /*
482  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
483  */
484 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
485 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
486 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
487
488 /*
489  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
490  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
491  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
492  */
493 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
494 {
495         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
496 }
497
498 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
499 {
500         page = compound_head(page);
501         BUG_ON(!PageSlab(page));
502         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
503 }
504
505 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
506 {
507         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
508 }
509
510 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
511 {
512         BUG_ON(!PageSlab(page));
513         return (struct slab *)page->lru.prev;
514 }
515
516 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
517 {
518         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
519         return page_get_cache(page);
520 }
521
522 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
523 {
524         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
525         return page_get_slab(page);
526 }
527
528 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
529                                  unsigned int idx)
530 {
531         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
532 }
533
534 /*
535  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
536  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
537  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
538  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
539  */
540 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
541                                         const struct slab *slab, void *obj)
542 {
543         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
544         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
545 }
546
547 /*
548  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
549  */
550 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
551 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
552 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
553         CACHE(ULONG_MAX)
554 #undef CACHE
555 };
556 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
557
558 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
559 struct cache_names {
560         char *name;
561         char *name_dma;
562 };
563
564 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
565 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
566 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
567         {NULL,}
568 #undef CACHE
569 };
570
571 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
572     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
573 static struct arraycache_init initarray_generic =
574     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
575
576 /* internal cache of cache description objs */
577 static struct kmem_cache cache_cache = {
578         .batchcount = 1,
579         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
580         .shared = 1,
581         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
582         .name = "kmem_cache",
583 };
584
585 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
586
587 /*
588  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
589  * until the general caches are up.
590  */
591 static enum {
592         NONE,
593         PARTIAL_AC,
594         PARTIAL_L3,
595         EARLY,
596         FULL
597 } g_cpucache_up;
598
599 /*
600  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
601  */
602 int slab_is_available(void)
603 {
604         return g_cpucache_up >= EARLY;
605 }
606
607 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
608
609 /*
610  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
611  * for other slabs "off slab".
612  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
613  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
614  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
615  *
616  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
617  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
618  * then comes back up during hotplug
619  */
620 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
621 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
622
623 static void init_node_lock_keys(int q)
624 {
625         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
626
627         if (g_cpucache_up != FULL)
628                 return;
629
630         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
631                 struct array_cache **alc;
632                 struct kmem_list3 *l3;
633                 int r;
634
635                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
636                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
637                         continue;
638                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
639                 alc = l3->alien;
640                 /*
641                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
642                  * should go away when common slab code is taught to
643                  * work even without alien caches.
644                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
645                  * for alloc_alien_cache,
646                  */
647                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
648                         continue;
649                 for_each_node(r) {
650                         if (alc[r])
651                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
652                                         &on_slab_alc_key);
653                 }
654         }
655 }
656
657 static inline void init_lock_keys(void)
658 {
659         int node;
660
661         for_each_node(node)
662                 init_node_lock_keys(node);
663 }
664 #else
665 static void init_node_lock_keys(int q)
666 {
667 }
668
669 static inline void init_lock_keys(void)
670 {
671 }
672 #endif
673
674 /*
675  * Guard access to the cache-chain.
676  */
677 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
678 static struct list_head cache_chain;
679
680 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
681
682 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
683 {
684         return cachep->array[smp_processor_id()];
685 }
686
687 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
688                                                         gfp_t gfpflags)
689 {
690         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
691
692 #if DEBUG
693         /* This happens if someone tries to call
694          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
695          * the generic caches are initialized.
696          */
697         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
698 #endif
699         if (!size)
700                 return ZERO_SIZE_PTR;
701
702         while (size > csizep->cs_size)
703                 csizep++;
704
705         /*
706          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
707          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
708          * for large kmalloc calls required.
709          */
710 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
711         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
712                 return csizep->cs_dmacachep;
713 #endif
714         return csizep->cs_cachep;
715 }
716
717 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
718 {
719         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
720 }
721
722 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
723 {
724         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
725 }
726
727 /*
728  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
729  */
730 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
731                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
732                            unsigned int *num)
733 {
734         int nr_objs;
735         size_t mgmt_size;
736         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
737
738         /*
739          * The slab management structure can be either off the slab or
740          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
741          * slab is used for:
742          *
743          * - The struct slab
744          * - One kmem_bufctl_t for each object
745          * - Padding to respect alignment of @align
746          * - @buffer_size bytes for each object
747          *
748          * If the slab management structure is off the slab, then the
749          * alignment will already be calculated into the size. Because
750          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
751          * correct alignment when allocated.
752          */
753         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
754                 mgmt_size = 0;
755                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
756
757                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
758                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
759         } else {
760                 /*
761                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
762                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
763                  * least @align. In the worst case, this result will
764                  * be one greater than the number of objects that fit
765                  * into the memory allocation when taking the padding
766                  * into account.
767                  */
768                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
769                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
770
771                 /*
772                  * This calculated number will be either the right
773                  * amount, or one greater than what we want.
774                  */
775                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
776                        > slab_size)
777                         nr_objs--;
778
779                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
780                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
781
782                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
783         }
784         *num = nr_objs;
785         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
786 }
787
788 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
789
790 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
791                         char *msg)
792 {
793         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
794                function, cachep->name, msg);
795         dump_stack();
796 }
797
798 /*
799  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
800  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
801  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
802  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
803  * line
804   */
805
806 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
807 static int __init noaliencache_setup(char *s)
808 {
809         use_alien_caches = 0;
810         return 1;
811 }
812 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
813
814 #ifdef CONFIG_NUMA
815 /*
816  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
817  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
818  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
819  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
820  */
821 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
822
823 static void init_reap_node(int cpu)
824 {
825         int node;
826
827         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
828         if (node == MAX_NUMNODES)
829                 node = first_node(node_online_map);
830
831         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
832 }
833
834 static void next_reap_node(void)
835 {
836         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
837
838         node = next_node(node, node_online_map);
839         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
840                 node = first_node(node_online_map);
841         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
842 }
843
844 #else
845 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
846 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
847 #endif
848
849 /*
850  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
851  * via the workqueue/eventd.
852  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
853  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
854  * lock.
855  */
856 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
857 {
858         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
859
860         /*
861          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
862          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
863          * at that time.
864          */
865         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
866                 init_reap_node(cpu);
867                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
868                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
869                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
870         }
871 }
872
873 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
874                                             int batchcount, gfp_t gfp)
875 {
876         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
877         struct array_cache *nc = NULL;
878
879         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
880         /*
881          * The array_cache structures contain pointers to free object.
882          * However, when such objects are allocated or transferred to another
883          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
884          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
885          * not scan such objects.
886          */
887         kmemleak_no_scan(nc);
888         if (nc) {
889                 nc->avail = 0;
890                 nc->limit = entries;
891                 nc->batchcount = batchcount;
892                 nc->touched = 0;
893                 spin_lock_init(&nc->lock);
894         }
895         return nc;
896 }
897
898 /*
899  * Transfer objects in one arraycache to another.
900  * Locking must be handled by the caller.
901  *
902  * Return the number of entries transferred.
903  */
904 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
905                 struct array_cache *from, unsigned int max)
906 {
907         /* Figure out how many entries to transfer */
908         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
909
910         if (!nr)
911                 return 0;
912
913         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
914                         sizeof(void *) *nr);
915
916         from->avail -= nr;
917         to->avail += nr;
918         return nr;
919 }
920
921 #ifndef CONFIG_NUMA
922
923 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
924 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
925
926 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
927 {
928         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
929 }
930
931 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
932 {
933 }
934
935 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
936 {
937         return 0;
938 }
939
940 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
941                 gfp_t flags)
942 {
943         return NULL;
944 }
945
946 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
947                  gfp_t flags, int nodeid)
948 {
949         return NULL;
950 }
951
952 #else   /* CONFIG_NUMA */
953
954 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
955 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
956
957 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
958 {
959         struct array_cache **ac_ptr;
960         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
961         int i;
962
963         if (limit > 1)
964                 limit = 12;
965         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
966         if (ac_ptr) {
967                 for_each_node(i) {
968                         if (i == node || !node_online(i))
969                                 continue;
970                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
971                         if (!ac_ptr[i]) {
972                                 for (i--; i >= 0; i--)
973                                         kfree(ac_ptr[i]);
974                                 kfree(ac_ptr);
975                                 return NULL;
976                         }
977                 }
978         }
979         return ac_ptr;
980 }
981
982 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
983 {
984         int i;
985
986         if (!ac_ptr)
987                 return;
988         for_each_node(i)
989             kfree(ac_ptr[i]);
990         kfree(ac_ptr);
991 }
992
993 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
994                                 struct array_cache *ac, int node)
995 {
996         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
997
998         if (ac->avail) {
999                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1000                 /*
1001                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1002                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1003                  * into the free lists and getting them back later.
1004                  */
1005                 if (rl3->shared)
1006                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1007
1008                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1009                 ac->avail = 0;
1010                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1011         }
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1016  */
1017 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1018 {
1019         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1020
1021         if (l3->alien) {
1022                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1023
1024                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1025                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1026                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1027                 }
1028         }
1029 }
1030
1031 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1032                                 struct array_cache **alien)
1033 {
1034         int i = 0;
1035         struct array_cache *ac;
1036         unsigned long flags;
1037
1038         for_each_online_node(i) {
1039                 ac = alien[i];
1040                 if (ac) {
1041                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1042                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1043                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1044                 }
1045         }
1046 }
1047
1048 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1049 {
1050         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1051         int nodeid = slabp->nodeid;
1052         struct kmem_list3 *l3;
1053         struct array_cache *alien = NULL;
1054         int node;
1055
1056         node = numa_mem_id();
1057
1058         /*
1059          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1060          * cache on this cpu.
1061          */
1062         if (likely(slabp->nodeid == node))
1063                 return 0;
1064
1065         l3 = cachep->nodelists[node];
1066         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1067         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1068                 alien = l3->alien[nodeid];
1069                 spin_lock(&alien->lock);
1070                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1071                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1072                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1073                 }
1074                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1075                 spin_unlock(&alien->lock);
1076         } else {
1077                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1078                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1079                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1080         }
1081         return 1;
1082 }
1083 #endif
1084
1085 /*
1086  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1087  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1088  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1089  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1090  * already in use.
1091  *
1092  * Must hold cache_chain_mutex.
1093  */
1094 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1095 {
1096         struct kmem_cache *cachep;
1097         struct kmem_list3 *l3;
1098         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1099
1100         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1101                 /*
1102                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1103                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1104                  * node has not already allocated this
1105                  */
1106                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1107                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1108                         if (!l3)
1109                                 return -ENOMEM;
1110                         kmem_list3_init(l3);
1111                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1112                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1113
1114                         /*
1115                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1116                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1117                          * protection here.
1118                          */
1119                         cachep->nodelists[node] = l3;
1120                 }
1121
1122                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1123                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1124                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1125                         cachep->batchcount + cachep->num;
1126                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1127         }
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1132 {
1133         struct kmem_cache *cachep;
1134         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1135         int node = cpu_to_mem(cpu);
1136         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1137
1138         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1139                 struct array_cache *nc;
1140                 struct array_cache *shared;
1141                 struct array_cache **alien;
1142
1143                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1144                 nc = cachep->array[cpu];
1145                 cachep->array[cpu] = NULL;
1146                 l3 = cachep->nodelists[node];
1147
1148                 if (!l3)
1149                         goto free_array_cache;
1150
1151                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1152
1153                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1154                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1155                 if (nc)
1156                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1157
1158                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1159                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1160                         goto free_array_cache;
1161                 }
1162
1163                 shared = l3->shared;
1164                 if (shared) {
1165                         free_block(cachep, shared->entry,
1166                                    shared->avail, node);
1167                         l3->shared = NULL;
1168                 }
1169
1170                 alien = l3->alien;
1171                 l3->alien = NULL;
1172
1173                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1174
1175                 kfree(shared);
1176                 if (alien) {
1177                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1178                         free_alien_cache(alien);
1179                 }
1180 free_array_cache:
1181                 kfree(nc);
1182         }
1183         /*
1184          * In the previous loop, all the objects were freed to
1185          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1186          * shrink each nodelist to its limit.
1187          */
1188         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1189                 l3 = cachep->nodelists[node];
1190                 if (!l3)
1191                         continue;
1192                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1193         }
1194 }
1195
1196 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1197 {
1198         struct kmem_cache *cachep;
1199         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1200         int node = cpu_to_mem(cpu);
1201         int err;
1202
1203         /*
1204          * We need to do this right in the beginning since
1205          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1206          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1207          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1208          */
1209         err = init_cache_nodelists_node(node);
1210         if (err < 0)
1211                 goto bad;
1212
1213         /*
1214          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1215          * array caches
1216          */
1217         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1218                 struct array_cache *nc;
1219                 struct array_cache *shared = NULL;
1220                 struct array_cache **alien = NULL;
1221
1222                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1223                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1224                 if (!nc)
1225                         goto bad;
1226                 if (cachep->shared) {
1227                         shared = alloc_arraycache(node,
1228                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1229                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1230                         if (!shared) {
1231                                 kfree(nc);
1232                                 goto bad;
1233                         }
1234                 }
1235                 if (use_alien_caches) {
1236                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1237                         if (!alien) {
1238                                 kfree(shared);
1239                                 kfree(nc);
1240                                 goto bad;
1241                         }
1242                 }
1243                 cachep->array[cpu] = nc;
1244                 l3 = cachep->nodelists[node];
1245                 BUG_ON(!l3);
1246
1247                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1248                 if (!l3->shared) {
1249                         /*
1250                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1251                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1252                          */
1253                         l3->shared = shared;
1254                         shared = NULL;
1255                 }
1256 #ifdef CONFIG_NUMA
1257                 if (!l3->alien) {
1258                         l3->alien = alien;
1259                         alien = NULL;
1260                 }
1261 #endif
1262                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1263                 kfree(shared);
1264                 free_alien_cache(alien);
1265         }
1266         init_node_lock_keys(node);
1267
1268         return 0;
1269 bad:
1270         cpuup_canceled(cpu);
1271         return -ENOMEM;
1272 }
1273
1274 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1275                                     unsigned long action, void *hcpu)
1276 {
1277         long cpu = (long)hcpu;
1278         int err = 0;
1279
1280         switch (action) {
1281         case CPU_UP_PREPARE:
1282         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1283                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1284                 err = cpuup_prepare(cpu);
1285                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1286                 break;
1287         case CPU_ONLINE:
1288         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1289                 start_cpu_timer(cpu);
1290                 break;
1291 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1292         case CPU_DOWN_PREPARE:
1293         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1294                 /*
1295                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1296                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1297                  * anything expensive but will only modify reap_work
1298                  * and reschedule the timer.
1299                 */
1300                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1301                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1302                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1303                 break;
1304         case CPU_DOWN_FAILED:
1305         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1306                 start_cpu_timer(cpu);
1307                 break;
1308         case CPU_DEAD:
1309         case CPU_DEAD_FROZEN:
1310                 /*
1311                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1312                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1313                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1314                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1315                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1316                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1317                  */
1318                 /* fall through */
1319 #endif
1320         case CPU_UP_CANCELED:
1321         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1322                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1323                 cpuup_canceled(cpu);
1324                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1325                 break;
1326         }
1327         return notifier_from_errno(err);
1328 }
1329
1330 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1331         &cpuup_callback, NULL, 0
1332 };
1333
1334 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1335 /*
1336  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1337  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1338  * removed.
1339  *
1340  * Must hold cache_chain_mutex.
1341  */
1342 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1343 {
1344         struct kmem_cache *cachep;
1345         int ret = 0;
1346
1347         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1348                 struct kmem_list3 *l3;
1349
1350                 l3 = cachep->nodelists[node];
1351                 if (!l3)
1352                         continue;
1353
1354                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1355
1356                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1357                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1358                         ret = -EBUSY;
1359                         break;
1360                 }
1361         }
1362         return ret;
1363 }
1364
1365 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1366                                         unsigned long action, void *arg)
1367 {
1368         struct memory_notify *mnb = arg;
1369         int ret = 0;
1370         int nid;
1371
1372         nid = mnb->status_change_nid;
1373         if (nid < 0)
1374                 goto out;
1375
1376         switch (action) {
1377         case MEM_GOING_ONLINE:
1378                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1379                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1380                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1381                 break;
1382         case MEM_GOING_OFFLINE:
1383                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1384                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1385                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1386                 break;
1387         case MEM_ONLINE:
1388         case MEM_OFFLINE:
1389         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1390         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1391                 break;
1392         }
1393 out:
1394         return notifier_from_errno(ret);
1395 }
1396 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1397
1398 /*
1399  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1400  */
1401 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1402                                 int nodeid)
1403 {
1404         struct kmem_list3 *ptr;
1405
1406         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1407         BUG_ON(!ptr);
1408
1409         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1410         /*
1411          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1412          */
1413         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1414
1415         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1416         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1417 }
1418
1419 /*
1420  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1421  * size of kmem_list3.
1422  */
1423 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1424 {
1425         int node;
1426
1427         for_each_online_node(node) {
1428                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1429                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1430                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1431                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1432         }
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1437  * before smp_init().
1438  */
1439 void __init kmem_cache_init(void)
1440 {
1441         size_t left_over;
1442         struct cache_sizes *sizes;
1443         struct cache_names *names;
1444         int i;
1445         int order;
1446         int node;
1447
1448         if (num_possible_nodes() == 1)
1449                 use_alien_caches = 0;
1450
1451         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1452                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1453                 if (i < MAX_NUMNODES)
1454                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1455         }
1456         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1457
1458         /*
1459          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1460          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1461          */
1462         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1463                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1464
1465         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1466          * from caches that do not exist yet:
1467          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1468          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1469          *    cache_cache is statically allocated.
1470          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1471          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1472          *    array at the end of the bootstrap.
1473          * 2) Create the first kmalloc cache.
1474          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1475          *    An __init data area is used for the head array.
1476          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1477          *    head arrays.
1478          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1479          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1480          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1481          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1482          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1483          */
1484
1485         node = numa_mem_id();
1486
1487         /* 1) create the cache_cache */
1488         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1489         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1490         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1491         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1492         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1493
1494         /*
1495          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1496          * can be less than MAX_NUMNODES.
1497          */
1498         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1499                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1500 #if DEBUG
1501         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1502 #endif
1503         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1504                                         cache_line_size());
1505         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1506                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1507
1508         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1509                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1510                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1511                 if (cache_cache.num)
1512                         break;
1513         }
1514         BUG_ON(!cache_cache.num);
1515         cache_cache.gfporder = order;
1516         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1517         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1518                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1519
1520         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1521         sizes = malloc_sizes;
1522         names = cache_names;
1523
1524         /*
1525          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1526          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1527          * bug.
1528          */
1529
1530         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1531                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1532                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1533                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1534                                         NULL);
1535
1536         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1537                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1538                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1539                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1540                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1541                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1542                                 NULL);
1543         }
1544
1545         slab_early_init = 0;
1546
1547         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1548                 /*
1549                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1550                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1551                  * eliminates "false sharing".
1552                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1553                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1554                  */
1555                 if (!sizes->cs_cachep) {
1556                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1557                                         sizes->cs_size,
1558                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1559                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1560                                         NULL);
1561                 }
1562 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1563                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1564                                         names->name_dma,
1565                                         sizes->cs_size,
1566                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1567                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1568                                                 SLAB_PANIC,
1569                                         NULL);
1570 #endif
1571                 sizes++;
1572                 names++;
1573         }
1574         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1575         {
1576                 struct array_cache *ptr;
1577
1578                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1579
1580                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1581                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1582                        sizeof(struct arraycache_init));
1583                 /*
1584                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1585                  */
1586                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1587
1588                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1589
1590                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1591
1592                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1593                        != &initarray_generic.cache);
1594                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1595                        sizeof(struct arraycache_init));
1596                 /*
1597                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1598                  */
1599                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1600
1601                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1602                     ptr;
1603         }
1604         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1605         {
1606                 int nid;
1607
1608                 for_each_online_node(nid) {
1609                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1610
1611                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1612                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1613
1614                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1615                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1616                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1617                         }
1618                 }
1619         }
1620
1621         g_cpucache_up = EARLY;
1622 }
1623
1624 void __init kmem_cache_init_late(void)
1625 {
1626         struct kmem_cache *cachep;
1627
1628         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1629         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1630         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1631                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1632                         BUG();
1633         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1634
1635         /* Done! */
1636         g_cpucache_up = FULL;
1637
1638         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1639         init_lock_keys();
1640
1641         /*
1642          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1643          * cpu_cache_get for all new cpus
1644          */
1645         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1646
1647 #ifdef CONFIG_NUMA
1648         /*
1649          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1650          * nodelists.
1651          */
1652         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1653 #endif
1654
1655         /*
1656          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1657          * of the kernel is not yet operational.
1658          */
1659 }
1660
1661 static int __init cpucache_init(void)
1662 {
1663         int cpu;
1664
1665         /*
1666          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1667          */
1668         for_each_online_cpu(cpu)
1669                 start_cpu_timer(cpu);
1670         return 0;
1671 }
1672 __initcall(cpucache_init);
1673
1674 /*
1675  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1676  *
1677  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1678  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1679  * would be relatively rare and ignorable.
1680  */
1681 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1682 {
1683         struct page *page;
1684         int nr_pages;
1685         int i;
1686
1687 #ifndef CONFIG_MMU
1688         /*
1689          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1690          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1691          */
1692         flags |= __GFP_COMP;
1693 #endif
1694
1695         flags |= cachep->gfpflags;
1696         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1697                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1698
1699         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1700         if (!page)
1701                 return NULL;
1702
1703         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1704         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1705                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1706                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1707         else
1708                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1709                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1710         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1711                 __SetPageSlab(page + i);
1712
1713         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1714                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1715
1716                 if (cachep->ctor)
1717                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1718                 else
1719                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1720         }
1721
1722         return page_address(page);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Interface to system's page release.
1727  */
1728 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1729 {
1730         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1731         struct page *page = virt_to_page(addr);
1732         const unsigned long nr_freed = i;
1733
1734         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1735
1736         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1737                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1738                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1739         else
1740                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1741                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1742         while (i--) {
1743                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1744                 __ClearPageSlab(page);
1745                 page++;
1746         }
1747         if (current->reclaim_state)
1748                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1749         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1750 }
1751
1752 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1753 {
1754         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1755         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1756
1757         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1758         if (OFF_SLAB(cachep))
1759                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1760 }
1761
1762 #if DEBUG
1763
1764 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1765 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1766                             unsigned long caller)
1767 {
1768         int size = obj_size(cachep);
1769
1770         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1771
1772         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1773                 return;
1774
1775         *addr++ = 0x12345678;
1776         *addr++ = caller;
1777         *addr++ = smp_processor_id();
1778         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1779         {
1780                 unsigned long *sptr = &caller;
1781                 unsigned long svalue;
1782
1783                 while (!kstack_end(sptr)) {
1784                         svalue = *sptr++;
1785                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1786                                 *addr++ = svalue;
1787                                 size -= sizeof(unsigned long);
1788                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1789                                         break;
1790                         }
1791                 }
1792
1793         }
1794         *addr++ = 0x87654321;
1795 }
1796 #endif
1797
1798 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1799 {
1800         int size = obj_size(cachep);
1801         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1802
1803         memset(addr, val, size);
1804         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1805 }
1806
1807 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1808 {
1809         int i;
1810         unsigned char error = 0;
1811         int bad_count = 0;
1812
1813         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1814         for (i = 0; i < limit; i++) {
1815                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1816                         error = data[offset + i];
1817                         bad_count++;
1818                 }
1819                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1820         }
1821         printk("\n");
1822
1823         if (bad_count == 1) {
1824                 error ^= POISON_FREE;
1825                 if (!(error & (error - 1))) {
1826                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1827                                         "bad RAM.\n");
1828 #ifdef CONFIG_X86
1829                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1830                                         "test tool.\n");
1831 #else
1832                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1833 #endif
1834                 }
1835         }
1836 }
1837 #endif
1838
1839 #if DEBUG
1840
1841 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1842 {
1843         int i, size;
1844         char *realobj;
1845
1846         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1847                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1848                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1849                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1850         }
1851
1852         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1853                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1854                         *dbg_userword(cachep, objp));
1855                 print_symbol("(%s)",
1856                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1857                 printk("\n");
1858         }
1859         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1860         size = obj_size(cachep);
1861         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1862                 int limit;
1863                 limit = 16;
1864                 if (i + limit > size)
1865                         limit = size - i;
1866                 dump_line(realobj, i, limit);
1867         }
1868 }
1869
1870 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1871 {
1872         char *realobj;
1873         int size, i;
1874         int lines = 0;
1875
1876         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1877         size = obj_size(cachep);
1878
1879         for (i = 0; i < size; i++) {
1880                 char exp = POISON_FREE;
1881                 if (i == size - 1)
1882                         exp = POISON_END;
1883                 if (realobj[i] != exp) {
1884                         int limit;
1885                         /* Mismatch ! */
1886                         /* Print header */
1887                         if (lines == 0) {
1888                                 printk(KERN_ERR
1889                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1890                                         cachep->name, realobj, size);
1891                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1892                         }
1893                         /* Hexdump the affected line */
1894                         i = (i / 16) * 16;
1895                         limit = 16;
1896                         if (i + limit > size)
1897                                 limit = size - i;
1898                         dump_line(realobj, i, limit);
1899                         i += 16;
1900                         lines++;
1901                         /* Limit to 5 lines */
1902                         if (lines > 5)
1903                                 break;
1904                 }
1905         }
1906         if (lines != 0) {
1907                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1908                  * exist:
1909                  */
1910                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1911                 unsigned int objnr;
1912
1913                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1914                 if (objnr) {
1915                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1916                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1917                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1918                                realobj, size);
1919                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1920                 }
1921                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1922                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1923                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1924                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1925                                realobj, size);
1926                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1927                 }
1928         }
1929 }
1930 #endif
1931
1932 #if DEBUG
1933 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1934 {
1935         int i;
1936         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1937                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1938
1939                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1940 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1941                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1942                                         OFF_SLAB(cachep))
1943                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1944                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1945                         else
1946                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1947 #else
1948                         check_poison_obj(cachep, objp);
1949 #endif
1950                 }
1951                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1952                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1953                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1954                                            "was overwritten");
1955                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1956                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1957                                            "was overwritten");
1958                 }
1959         }
1960 }
1961 #else
1962 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1963 {
1964 }
1965 #endif
1966
1967 /**
1968  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1969  * @cachep: cache pointer being destroyed
1970  * @slabp: slab pointer being destroyed
1971  *
1972  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1973  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1974  * cache-lock is not held/needed.
1975  */
1976 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1977 {
1978         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1979
1980         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1981         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1982                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1983
1984                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1985                 slab_rcu->cachep = cachep;
1986                 slab_rcu->addr = addr;
1987                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1988         } else {
1989                 kmem_freepages(cachep, addr);
1990                 if (OFF_SLAB(cachep))
1991                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1992         }
1993 }
1994
1995 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1996 {
1997         int i;
1998         struct kmem_list3 *l3;
1999
2000         for_each_online_cpu(i)
2001             kfree(cachep->array[i]);
2002
2003         /* NUMA: free the list3 structures */
2004         for_each_online_node(i) {
2005                 l3 = cachep->nodelists[i];
2006                 if (l3) {
2007                         kfree(l3->shared);
2008                         free_alien_cache(l3->alien);
2009                         kfree(l3);
2010                 }
2011         }
2012         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2013 }
2014
2015
2016 /**
2017  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2018  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2019  * @size: size of objects to be created in this cache.
2020  * @align: required alignment for the objects.
2021  * @flags: slab allocation flags
2022  *
2023  * Also calculates the number of objects per slab.
2024  *
2025  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2026  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2027  * towards high-order requests, this should be changed.
2028  */
2029 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2030                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2031 {
2032         unsigned long offslab_limit;
2033         size_t left_over = 0;
2034         int gfporder;
2035
2036         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2037                 unsigned int num;
2038                 size_t remainder;
2039
2040                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2041                 if (!num)
2042                         continue;
2043
2044                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2045                         /*
2046                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2047                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2048                          * looping condition in cache_grow().
2049                          */
2050                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2051                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2052
2053                         if (num > offslab_limit)
2054                                 break;
2055                 }
2056
2057                 /* Found something acceptable - save it away */
2058                 cachep->num = num;
2059                 cachep->gfporder = gfporder;
2060                 left_over = remainder;
2061
2062                 /*
2063                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2064                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2065                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2066                  */
2067                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2068                         break;
2069
2070                 /*
2071                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2072                  * currently bad for the gfp()s.
2073                  */
2074                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2075                         break;
2076
2077                 /*
2078                  * Acceptable internal fragmentation?
2079                  */
2080                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2081                         break;
2082         }
2083         return left_over;
2084 }
2085
2086 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2087 {
2088         if (g_cpucache_up == FULL)
2089                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2090
2091         if (g_cpucache_up == NONE) {
2092                 /*
2093                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2094                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2095                  * further caches will BUG().
2096                  */
2097                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2098
2099                 /*
2100                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2101                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2102                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2103                  */
2104                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2105                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2106                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2107                 else
2108                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2109         } else {
2110                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2111                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2112
2113                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2114                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2115                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2116                 } else {
2117                         int node;
2118                         for_each_online_node(node) {
2119                                 cachep->nodelists[node] =
2120                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2121                                                 gfp, node);
2122                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2123                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2124                         }
2125                 }
2126         }
2127         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2128                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2129                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2130
2131         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2132         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2133         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2134         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2135         cachep->batchcount = 1;
2136         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2137         return 0;
2138 }
2139
2140 /**
2141  * kmem_cache_create - Create a cache.
2142  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2143  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2144  * @align: The required alignment for the objects.
2145  * @flags: SLAB flags
2146  * @ctor: A constructor for the objects.
2147  *
2148  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2149  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2150  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2151  *
2152  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2153  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2154  *
2155  * The flags are
2156  *
2157  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2158  * to catch references to uninitialised memory.
2159  *
2160  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2161  * for buffer overruns.
2162  *
2163  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2164  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2165  * as davem.
2166  */
2167 struct kmem_cache *
2168 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2169         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2170 {
2171         size_t left_over, slab_size, ralign;
2172         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2173         gfp_t gfp;
2174
2175         /*
2176          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2177          */
2178         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2179             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2180                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2181                                 name);
2182                 BUG();
2183         }
2184
2185         /*
2186          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2187          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2188          */
2189         if (slab_is_available()) {
2190                 get_online_cpus();
2191                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2192         }
2193
2194         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2195                 char tmp;
2196                 int res;
2197
2198                 /*
2199                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2200                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2201                  * area of the module.  Print a warning.
2202                  */
2203                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2204                 if (res) {
2205                         printk(KERN_ERR
2206                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2207                                pc->buffer_size);
2208                         continue;
2209                 }
2210
2211                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2212                         printk(KERN_ERR
2213                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2214                         dump_stack();
2215                         goto oops;
2216                 }
2217         }
2218
2219 #if DEBUG
2220         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2221 #if FORCED_DEBUG
2222         /*
2223          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2224          * large objects, if the increased size would increase the object size
2225          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2226          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2227          */
2228         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2229                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2230                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2231         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2232                 flags |= SLAB_POISON;
2233 #endif
2234         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2235                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2236 #endif
2237         /*
2238          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2239          * isn't available.
2240          */
2241         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2242
2243         /*
2244          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2245          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2246          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2247          */
2248         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2249                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2250                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2251         }
2252
2253         /* calculate the final buffer alignment: */
2254
2255         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2256         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2257                 /*
2258                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2259                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2260                  * one cacheline.
2261                  */
2262                 ralign = cache_line_size();
2263                 while (size <= ralign / 2)
2264                         ralign /= 2;
2265         } else {
2266                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2267         }
2268
2269         /*
2270          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2271          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2272          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2273          */
2274         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2275                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2276
2277         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2278                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2279                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2280                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2281                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2282                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2283         }
2284
2285         /* 2) arch mandated alignment */
2286         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2287                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2288         }
2289         /* 3) caller mandated alignment */
2290         if (ralign < align) {
2291                 ralign = align;
2292         }
2293         /* disable debug if necessary */
2294         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2295                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2296         /*
2297          * 4) Store it.
2298          */
2299         align = ralign;
2300
2301         if (slab_is_available())
2302                 gfp = GFP_KERNEL;
2303         else
2304                 gfp = GFP_NOWAIT;
2305
2306         /* Get cache's description obj. */
2307         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2308         if (!cachep)
2309                 goto oops;
2310
2311 #if DEBUG
2312         cachep->obj_size = size;
2313
2314         /*
2315          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2316          * into align above.
2317          */
2318         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2319                 /* add space for red zone words */
2320                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2321                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2322         }
2323         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2324                 /* user store requires one word storage behind the end of
2325                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2326                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2327                  */
2328                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2329                         size += REDZONE_ALIGN;
2330                 else
2331                         size += BYTES_PER_WORD;
2332         }
2333 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2334         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2335             && cachep->obj_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2336                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2337                 size = PAGE_SIZE;
2338         }
2339 #endif
2340 #endif
2341
2342         /*
2343          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2344          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2345          * it too early on. Always use on-slab management when
2346          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2347          */
2348         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2349             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2350                 /*
2351                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2352                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2353                  */
2354                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2355
2356         size = ALIGN(size, align);
2357
2358         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2359
2360         if (!cachep->num) {
2361                 printk(KERN_ERR
2362                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2363                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2364                 cachep = NULL;
2365                 goto oops;
2366         }
2367         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2368                           + sizeof(struct slab), align);
2369
2370         /*
2371          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2372          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2373          */
2374         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2375                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2376                 left_over -= slab_size;
2377         }
2378
2379         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2380                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2381                 slab_size =
2382                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2383
2384 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2385                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2386                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2387                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2388                  */
2389                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2390                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2391 #endif
2392         }
2393
2394         cachep->colour_off = cache_line_size();
2395         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2396         if (cachep->colour_off < align)
2397                 cachep->colour_off = align;
2398         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2399         cachep->slab_size = slab_size;
2400         cachep->flags = flags;
2401         cachep->gfpflags = 0;
2402         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2403                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2404         cachep->buffer_size = size;
2405         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2406
2407         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2408                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2409                 /*
2410                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2411                  * But since we go off slab only for object size greater than
2412                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2413                  * this should not happen at all.
2414                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2415                  */
2416                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2417         }
2418         cachep->ctor = ctor;
2419         cachep->name = name;
2420
2421         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2422                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2423                 cachep = NULL;
2424                 goto oops;
2425         }
2426
2427         /* cache setup completed, link it into the list */
2428         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2429 oops:
2430         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2431                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2432                       name);
2433         if (slab_is_available()) {
2434                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2435                 put_online_cpus();
2436         }
2437         return cachep;
2438 }
2439 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2440
2441 #if DEBUG
2442 static void check_irq_off(void)
2443 {
2444         BUG_ON(!irqs_disabled());
2445 }
2446
2447 static void check_irq_on(void)
2448 {
2449         BUG_ON(irqs_disabled());
2450 }
2451
2452 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2453 {
2454 #ifdef CONFIG_SMP
2455         check_irq_off();
2456         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2457 #endif
2458 }
2459
2460 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2461 {
2462 #ifdef CONFIG_SMP
2463         check_irq_off();
2464         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2465 #endif
2466 }
2467
2468 #else
2469 #define check_irq_off() do { } while(0)
2470 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2471 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2472 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2473 #endif
2474
2475 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2476                         struct array_cache *ac,
2477                         int force, int node);
2478
2479 static void do_drain(void *arg)
2480 {
2481         struct kmem_cache *cachep = arg;
2482         struct array_cache *ac;
2483         int node = numa_mem_id();
2484
2485         check_irq_off();
2486         ac = cpu_cache_get(cachep);
2487         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2488         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2489         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2490         ac->avail = 0;
2491 }
2492
2493 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2494 {
2495         struct kmem_list3 *l3;
2496         int node;
2497
2498         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2499         check_irq_on();
2500         for_each_online_node(node) {
2501                 l3 = cachep->nodelists[node];
2502                 if (l3 && l3->alien)
2503                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2504         }
2505
2506         for_each_online_node(node) {
2507                 l3 = cachep->nodelists[node];
2508                 if (l3)
2509                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2510         }
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Remove slabs from the list of free slabs.
2515  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2516  *
2517  * Returns the actual number of slabs released.
2518  */
2519 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2520                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2521 {
2522         struct list_head *p;
2523         int nr_freed;
2524         struct slab *slabp;
2525
2526         nr_freed = 0;
2527         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2528
2529                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2530                 p = l3->slabs_free.prev;
2531                 if (p == &l3->slabs_free) {
2532                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2533                         goto out;
2534                 }
2535
2536                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2537 #if DEBUG
2538                 BUG_ON(slabp->inuse);
2539 #endif
2540                 list_del(&slabp->list);
2541                 /*
2542                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2543                  * to the cache.
2544                  */
2545                 l3->free_objects -= cache->num;
2546                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2547                 slab_destroy(cache, slabp);
2548                 nr_freed++;
2549         }
2550 out:
2551         return nr_freed;
2552 }
2553
2554 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2555 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2556 {
2557         int ret = 0, i = 0;
2558         struct kmem_list3 *l3;
2559
2560         drain_cpu_caches(cachep);
2561
2562         check_irq_on();
2563         for_each_online_node(i) {
2564                 l3 = cachep->nodelists[i];
2565                 if (!l3)
2566                         continue;
2567
2568                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2569
2570                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2571                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2572         }
2573         return (ret ? 1 : 0);
2574 }
2575
2576 /**
2577  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2578  * @cachep: The cache to shrink.
2579  *
2580  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2581  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2582  */
2583 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2584 {
2585         int ret;
2586         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2587
2588         get_online_cpus();
2589         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2590         ret = __cache_shrink(cachep);
2591         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2592         put_online_cpus();
2593         return ret;
2594 }
2595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2596
2597 /**
2598  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2599  * @cachep: the cache to destroy
2600  *
2601  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2602  *
2603  * It is expected this function will be called by a module when it is
2604  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2605  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2606  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2607  *
2608  * The cache must be empty before calling this function.
2609  *
2610  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2611  * during the kmem_cache_destroy().
2612  */
2613 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2614 {
2615         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2616
2617         /* Find the cache in the chain of caches. */
2618         get_online_cpus();
2619         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2620         /*
2621          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2622          */
2623         list_del(&cachep->next);
2624         if (__cache_shrink(cachep)) {
2625                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2626                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2627                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2628                 put_online_cpus();
2629                 return;
2630         }
2631
2632         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2633                 rcu_barrier();
2634
2635         __kmem_cache_destroy(cachep);
2636         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2637         put_online_cpus();
2638 }
2639 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2640
2641 /*
2642  * Get the memory for a slab management obj.
2643  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2644  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2645  * come from the same cache which is getting created because,
2646  * when we are searching for an appropriate cache for these
2647  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2648  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2649  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2650  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2651  */
2652 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2653                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2654                                    int nodeid)
2655 {
2656         struct slab *slabp;
2657
2658         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2659                 /* Slab management obj is off-slab. */
2660                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2661                                               local_flags, nodeid);
2662                 /*
2663                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2664                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2665                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2666                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2667                  */
2668                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2669                                    local_flags);
2670                 if (!slabp)
2671                         return NULL;
2672         } else {
2673                 slabp = objp + colour_off;
2674                 colour_off += cachep->slab_size;
2675         }
2676         slabp->inuse = 0;
2677         slabp->colouroff = colour_off;
2678         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2679         slabp->nodeid = nodeid;
2680         slabp->free = 0;
2681         return slabp;
2682 }
2683
2684 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2685 {
2686         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2687 }
2688
2689 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2690                             struct slab *slabp)
2691 {
2692         int i;
2693
2694         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2695                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2696 #if DEBUG
2697                 /* need to poison the objs? */
2698                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2699                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2700                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2701                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2702
2703                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2704                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2705                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2706                 }
2707                 /*
2708                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2709                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2710                  * They must also be threaded.
2711                  */
2712                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2713                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2714
2715                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2716                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2717                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2718                                            " end of an object");
2719                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2720                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2721                                            " start of an object");
2722                 }
2723                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2724                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2725                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2726                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2727 #else
2728                 if (cachep->ctor)
2729                         cachep->ctor(objp);
2730 #endif
2731                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2732         }
2733         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2734 }
2735
2736 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2737 {
2738         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2739                 if (flags & GFP_DMA)
2740                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2741                 else
2742                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2743         }
2744 }
2745
2746 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2747                                 int nodeid)
2748 {
2749         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2750         kmem_bufctl_t next;
2751
2752         slabp->inuse++;
2753         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2754 #if DEBUG
2755         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2756         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2757 #endif
2758         slabp->free = next;
2759
2760         return objp;
2761 }
2762
2763 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2764                                 void *objp, int nodeid)
2765 {
2766         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2767
2768 #if DEBUG
2769         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2770         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2771
2772         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2773                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2774                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2775                 BUG();
2776         }
2777 #endif
2778         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2779         slabp->free = objnr;
2780         slabp->inuse--;
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2785  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2786  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2787  */
2788 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2789                            void *addr)
2790 {
2791         int nr_pages;
2792         struct page *page;
2793
2794         page = virt_to_page(addr);
2795
2796         nr_pages = 1;
2797         if (likely(!PageCompound(page)))
2798                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2799
2800         do {
2801                 page_set_cache(page, cache);
2802                 page_set_slab(page, slab);
2803                 page++;
2804         } while (--nr_pages);
2805 }
2806
2807 /*
2808  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2809  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2810  */
2811 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2812                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2813 {
2814         struct slab *slabp;
2815         size_t offset;
2816         gfp_t local_flags;
2817         struct kmem_list3 *l3;
2818
2819         /*
2820          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2821          * critical path in kmem_cache_alloc().
2822          */
2823         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2824         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2825
2826         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2827         check_irq_off();
2828         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2829         spin_lock(&l3->list_lock);
2830
2831         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2832         offset = l3->colour_next;
2833         l3->colour_next++;
2834         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2835                 l3->colour_next = 0;
2836         spin_unlock(&l3->list_lock);
2837
2838         offset *= cachep->colour_off;
2839
2840         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2841                 local_irq_enable();
2842
2843         /*
2844          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2845          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2846          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2847          * will eventually be caught here (where it matters).
2848          */
2849         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2850
2851         /*
2852          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2853          * 'nodeid'.
2854          */
2855         if (!objp)
2856                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2857         if (!objp)
2858                 goto failed;
2859
2860         /* Get slab management. */
2861         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2862                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2863         if (!slabp)
2864                 goto opps1;
2865
2866         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2867
2868         cache_init_objs(cachep, slabp);
2869
2870         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2871                 local_irq_disable();
2872         check_irq_off();
2873         spin_lock(&l3->list_lock);
2874
2875         /* Make slab active. */
2876         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2877         STATS_INC_GROWN(cachep);
2878         l3->free_objects += cachep->num;
2879         spin_unlock(&l3->list_lock);
2880         return 1;
2881 opps1:
2882         kmem_freepages(cachep, objp);
2883 failed:
2884         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2885                 local_irq_disable();
2886         return 0;
2887 }
2888
2889 #if DEBUG
2890
2891 /*
2892  * Perform extra freeing checks:
2893  * - detect bad pointers.
2894  * - POISON/RED_ZONE checking
2895  */
2896 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2897 {
2898         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2899                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2900                        (unsigned long)objp);
2901                 BUG();
2902         }
2903 }
2904
2905 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2906 {
2907         unsigned long long redzone1, redzone2;
2908
2909         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2910         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2911
2912         /*
2913          * Redzone is ok.
2914          */
2915         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2916                 return;
2917
2918         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2919                 slab_error(cache, "double free detected");
2920         else
2921                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2922
2923         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2924                         obj, redzone1, redzone2);
2925 }
2926
2927 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2928                                    void *caller)
2929 {
2930         struct page *page;
2931         unsigned int objnr;
2932         struct slab *slabp;
2933
2934         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2935
2936         objp -= obj_offset(cachep);
2937         kfree_debugcheck(objp);
2938         page = virt_to_head_page(objp);
2939
2940         slabp = page_get_slab(page);
2941
2942         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2943                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2944                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2945                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2946         }
2947         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2948                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2949
2950         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2951
2952         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2953         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2954
2955 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2956         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2957 #endif
2958         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2959 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2960                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2961                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2962                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2963                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2964                 } else {
2965                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2966                 }
2967 #else
2968                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2969 #endif
2970         }
2971         return objp;
2972 }
2973
2974 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2975 {
2976         kmem_bufctl_t i;
2977         int entries = 0;
2978
2979         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2980         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2981                 entries++;
2982                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2983                         goto bad;
2984         }
2985         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2986 bad:
2987                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2988                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2989                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2990                 for (i = 0;
2991                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2992                      i++) {
2993                         if (i % 16 == 0)
2994                                 printk("\n%03x:", i);
2995                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2996                 }
2997                 printk("\n");
2998                 BUG();
2999         }
3000 }
3001 #else
3002 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3003 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3004 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3005 #endif
3006
3007 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3008 {
3009         int batchcount;
3010         struct kmem_list3 *l3;
3011         struct array_cache *ac;
3012         int node;
3013
3014 retry:
3015         check_irq_off();
3016         node = numa_mem_id();
3017         ac = cpu_cache_get(cachep);
3018         batchcount = ac->batchcount;
3019         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3020                 /*
3021                  * If there was little recent activity on this cache, then
3022                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3023                  * refill bouncing.
3024                  */
3025                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3026         }
3027         l3 = cachep->nodelists[node];
3028
3029         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3030         spin_lock(&l3->list_lock);
3031
3032         /* See if we can refill from the shared array */
3033         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3034                 l3->shared->touched = 1;
3035                 goto alloc_done;
3036         }
3037
3038         while (batchcount > 0) {
3039                 struct list_head *entry;
3040                 struct slab *slabp;
3041                 /* Get slab alloc is to come from. */
3042                 entry = l3->slabs_partial.next;
3043                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3044                         l3->free_touched = 1;
3045                         entry = l3->slabs_free.next;
3046                         if (entry == &l3->slabs_free)
3047                                 goto must_grow;
3048                 }
3049
3050                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3051                 check_slabp(cachep, slabp);
3052                 check_spinlock_acquired(cachep);
3053
3054                 /*
3055                  * The slab was either on partial or free list so
3056                  * there must be at least one object available for
3057                  * allocation.
3058                  */
3059                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3060
3061                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3062                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3063                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3064                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3065
3066                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3067                                                             node);
3068                 }
3069                 check_slabp(cachep, slabp);
3070
3071                 /* move slabp to correct slabp list: */
3072                 list_del(&slabp->list);
3073                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3074                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3075                 else
3076                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3077         }
3078
3079 must_grow:
3080         l3->free_objects -= ac->avail;
3081 alloc_done:
3082         spin_unlock(&l3->list_lock);
3083
3084         if (unlikely(!ac->avail)) {
3085                 int x;
3086                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3087
3088                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3089                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3090                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3091                         return NULL;
3092
3093                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3094                         goto retry;
3095         }
3096         ac->touched = 1;
3097         return ac->entry[--ac->avail];
3098 }
3099
3100 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3101                                                 gfp_t flags)
3102 {
3103         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3104 #if DEBUG
3105         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3106 #endif
3107 }
3108
3109 #if DEBUG
3110 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3111                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3112 {
3113         if (!objp)
3114                 return objp;
3115         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3116 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3117                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3118                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3119                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3120                 else
3121                         check_poison_obj(cachep, objp);
3122 #else
3123                 check_poison_obj(cachep, objp);
3124 #endif
3125                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3126         }
3127         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3128                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3129
3130         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3131                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3132                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3133                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3134                                                 " object was overwritten");
3135                         printk(KERN_ERR
3136                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3137                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3138                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3139                 }
3140                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3141                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3142         }
3143 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3144         {
3145                 struct slab *slabp;
3146                 unsigned objnr;
3147
3148                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3149                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3150                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3151         }
3152 #endif
3153         objp += obj_offset(cachep);
3154         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3155                 cachep->ctor(objp);
3156 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3157         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3158                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3159                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3160         }
3161 #endif
3162         return objp;
3163 }
3164 #else
3165 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3166 #endif
3167
3168 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3169 {
3170         if (cachep == &cache_cache)
3171                 return false;
3172
3173         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3174 }
3175
3176 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3177 {
3178         void *objp;
3179         struct array_cache *ac;
3180
3181         check_irq_off();
3182
3183         ac = cpu_cache_get(cachep);
3184         if (likely(ac->avail)) {
3185                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3186                 ac->touched = 1;
3187                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3188         } else {
3189                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3190                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3191                 /*
3192                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3193                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3194                  */
3195                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3196         }
3197         /*
3198          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3199          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3200          * treat the array pointers as a reference to the object.
3201          */
3202         if (objp)
3203                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3204         return objp;
3205 }
3206
3207 #ifdef CONFIG_NUMA
3208 /*
3209  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3210  *
3211  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3212  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3213  */
3214 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3215 {
3216         int nid_alloc, nid_here;
3217
3218         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3219                 return NULL;
3220         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3221         get_mems_allowed();
3222         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3223                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3224         else if (current->mempolicy)
3225                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3226         put_mems_allowed();
3227         if (nid_alloc != nid_here)
3228                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3229         return NULL;
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3234  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3235  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3236  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3237  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3238  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3239  */
3240 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3241 {
3242         struct zonelist *zonelist;
3243         gfp_t local_flags;
3244         struct zoneref *z;
3245         struct zone *zone;
3246         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3247         void *obj = NULL;
3248         int nid;
3249
3250         if (flags & __GFP_THISNODE)
3251                 return NULL;
3252
3253         get_mems_allowed();
3254         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3255         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3256
3257 retry:
3258         /*
3259          * Look through allowed nodes for objects available
3260          * from existing per node queues.
3261          */
3262         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3263                 nid = zone_to_nid(zone);
3264
3265                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3266                         cache->nodelists[nid] &&
3267                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3268                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3269                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3270                                 if (obj)
3271                                         break;
3272                 }
3273         }
3274
3275         if (!obj) {
3276                 /*
3277                  * This allocation will be performed within the constraints
3278                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3279                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3280                  * set and go into memory reserves if necessary.
3281                  */
3282                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3283                         local_irq_enable();
3284                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3285                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3286                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3287                         local_irq_disable();
3288                 if (obj) {
3289                         /*
3290                          * Insert into the appropriate per node queues
3291                          */
3292                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3293                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3294                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3295                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3296                                 if (!obj)
3297                                         /*
3298                                          * Another processor may allocate the
3299                                          * objects in the slab since we are
3300                                          * not holding any locks.
3301                                          */
3302                                         goto retry;
3303                         } else {
3304                                 /* cache_grow already freed obj */
3305                                 obj = NULL;
3306                         }
3307                 }
3308         }
3309         put_mems_allowed();
3310         return obj;
3311 }
3312
3313 /*
3314  * A interface to enable slab creation on nodeid
3315  */
3316 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3317                                 int nodeid)
3318 {
3319         struct list_head *entry;
3320         struct slab *slabp;
3321         struct kmem_list3 *l3;
3322         void *obj;
3323         int x;
3324
3325         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3326         BUG_ON(!l3);
3327
3328 retry:
3329         check_irq_off();
3330         spin_lock(&l3->list_lock);
3331         entry = l3->slabs_partial.next;
3332         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3333                 l3->free_touched = 1;
3334                 entry = l3->slabs_free.next;
3335                 if (entry == &l3->slabs_free)
3336                         goto must_grow;
3337         }
3338
3339         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3340         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3341         check_slabp(cachep, slabp);
3342
3343         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3344         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3345         STATS_SET_HIGH(cachep);
3346
3347         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3348
3349         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3350         check_slabp(cachep, slabp);
3351         l3->free_objects--;
3352         /* move slabp to correct slabp list: */
3353         list_del(&slabp->list);
3354
3355         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3356                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3357         else
3358                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3359
3360         spin_unlock(&l3->list_lock);
3361         goto done;
3362
3363 must_grow:
3364         spin_unlock(&l3->list_lock);
3365         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3366         if (x)
3367                 goto retry;
3368
3369         return fallback_alloc(cachep, flags);
3370
3371 done:
3372         return obj;
3373 }
3374
3375 /**
3376  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3377  * @cachep: The cache to allocate from.
3378  * @flags: See kmalloc().
3379  * @nodeid: node number of the target node.
3380  * @caller: return address of caller, used for debug information
3381  *
3382  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3383  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3384  *
3385  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3386  */
3387 static __always_inline void *
3388 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3389                    void *caller)
3390 {
3391         unsigned long save_flags;
3392         void *ptr;
3393         int slab_node = numa_mem_id();
3394
3395         flags &= gfp_allowed_mask;
3396
3397         lockdep_trace_alloc(flags);
3398
3399         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3400                 return NULL;
3401
3402         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3403         local_irq_save(save_flags);
3404
3405         if (nodeid == -1)
3406                 nodeid = slab_node;
3407
3408         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3409                 /* Node not bootstrapped yet */
3410                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3411                 goto out;
3412         }
3413
3414         if (nodeid == slab_node) {
3415                 /*
3416                  * Use the locally cached objects if possible.
3417                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3418                  * to other nodes. It may fail while we still have
3419                  * objects on other nodes available.
3420                  */
3421                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3422                 if (ptr)
3423                         goto out;
3424         }
3425         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3426         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3427   out:
3428         local_irq_restore(save_flags);
3429         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3430         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3431                                  flags);
3432
3433         if (likely(ptr))
3434                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3435
3436         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3437                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3438
3439         return ptr;
3440 }
3441
3442 static __always_inline void *
3443 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3444 {
3445         void *objp;
3446
3447         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3448                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3449                 if (objp)
3450                         goto out;
3451         }
3452         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3453
3454         /*
3455          * We may just have run out of memory on the local node.
3456          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3457          */
3458         if (!objp)
3459                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3460
3461   out:
3462         return objp;
3463 }
3464 #else
3465
3466 static __always_inline void *
3467 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3468 {
3469         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3470 }
3471
3472 #endif /* CONFIG_NUMA */
3473
3474 static __always_inline void *
3475 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3476 {
3477         unsigned long save_flags;
3478         void *objp;
3479
3480         flags &= gfp_allowed_mask;
3481
3482         lockdep_trace_alloc(flags);
3483
3484         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3485                 return NULL;
3486
3487         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3488         local_irq_save(save_flags);
3489         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3490         local_irq_restore(save_flags);
3491         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3492         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3493                                  flags);
3494         prefetchw(objp);
3495
3496         if (likely(objp))
3497                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3498
3499         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3500                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3501
3502         return objp;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3507  */
3508 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3509                        int node)
3510 {
3511         int i;
3512         struct kmem_list3 *l3;
3513
3514         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3515                 void *objp = objpp[i];
3516                 struct slab *slabp;
3517
3518                 slabp = virt_to_slab(objp);
3519                 l3 = cachep->nodelists[node];
3520                 list_del(&slabp->list);
3521                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3522                 check_slabp(cachep, slabp);
3523                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3524                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3525                 l3->free_objects++;
3526                 check_slabp(cachep, slabp);
3527
3528                 /* fixup slab chains */
3529                 if (slabp->inuse == 0) {
3530                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3531                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3532                                 /* No need to drop any previously held
3533                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3534                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3535                                  * a different cache, refer to comments before
3536                                  * alloc_slabmgmt.
3537                                  */
3538                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3539                         } else {
3540                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3541                         }
3542                 } else {
3543                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3544                          * partial list on free - maximum time for the
3545                          * other objects to be freed, too.
3546                          */
3547                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3548                 }
3549         }
3550 }
3551
3552 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3553 {
3554         int batchcount;
3555         struct kmem_list3 *l3;
3556         int node = numa_mem_id();
3557
3558         batchcount = ac->batchcount;
3559 #if DEBUG
3560         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3561 #endif
3562         check_irq_off();
3563         l3 = cachep->nodelists[node];
3564         spin_lock(&l3->list_lock);
3565         if (l3->shared) {
3566                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3567                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3568                 if (max) {
3569                         if (batchcount > max)
3570                                 batchcount = max;
3571                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3572                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3573                         shared_array->avail += batchcount;
3574                         goto free_done;
3575                 }
3576         }
3577
3578         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3579 free_done:
3580 #if STATS
3581         {
3582                 int i = 0;
3583                 struct list_head *p;
3584
3585                 p = l3->slabs_free.next;
3586                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3587                         struct slab *slabp;
3588
3589                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3590                         BUG_ON(slabp->inuse);
3591
3592                         i++;
3593                         p = p->next;
3594                 }
3595                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3596         }
3597 #endif
3598         spin_unlock(&l3->list_lock);
3599         ac->avail -= batchcount;
3600         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3601 }
3602
3603 /*
3604  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3605  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3606  */
3607 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3608 {
3609         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3610
3611         check_irq_off();
3612         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3613         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3614
3615         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3616
3617         /*
3618          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3619          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3620          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3621          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3622          * the cache.
3623          */
3624         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3625                 return;
3626
3627         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3628                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3629                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3630                 return;
3631         } else {
3632                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3633                 cache_flusharray(cachep, ac);
3634                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3635         }
3636 }
3637
3638 /**
3639  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3640  * @cachep: The cache to allocate from.
3641  * @flags: See kmalloc().
3642  *
3643  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3644  * if the cache has no available objects.
3645  */
3646 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3647 {
3648         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3649
3650         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3651                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3652
3653         return ret;
3654 }
3655 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3656
3657 #ifdef CONFIG_TRACING
3658 void *
3659 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3660 {
3661         void *ret;
3662
3663         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3664
3665         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3666                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3667         return ret;
3668 }
3669 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3670 #endif
3671
3672 #ifdef CONFIG_NUMA
3673 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3674 {
3675         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3676                                        __builtin_return_address(0));
3677
3678         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3679                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3680                                     flags, nodeid);
3681
3682         return ret;
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3685
3686 #ifdef CONFIG_TRACING
3687 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3688                                   struct kmem_cache *cachep,
3689                                   gfp_t flags,
3690                                   int nodeid)
3691 {
3692         void *ret;
3693
3694         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3695                                   __builtin_return_address(0));
3696         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3697                            size, slab_buffer_size(cachep),
3698                            flags, nodeid);
3699         return ret;
3700 }
3701 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3702 #endif
3703
3704 static __always_inline void *
3705 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3706 {
3707         struct kmem_cache *cachep;
3708
3709         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3710         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3711                 return cachep;
3712         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3713 }
3714
3715 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3716 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3717 {
3718         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3719                         __builtin_return_address(0));
3720 }
3721 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3722
3723 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3724                 int node, unsigned long caller)
3725 {
3726         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3727 }
3728 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3729 #else
3730 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3731 {
3732         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3735 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3736 #endif /* CONFIG_NUMA */
3737
3738 /**
3739  * __do_kmalloc - allocate memory
3740  * @size: how many bytes of memory are required.
3741  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3742  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3743  */
3744 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3745                                           void *caller)
3746 {
3747         struct kmem_cache *cachep;
3748         void *ret;
3749
3750         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3751          * __ with kmem_.
3752          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3753          * functions.
3754          */
3755         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3756         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3757                 return cachep;
3758         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3759
3760         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3761                       size, cachep->buffer_size, flags);
3762
3763         return ret;
3764 }
3765
3766
3767 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3768 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3769 {
3770         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3771 }
3772 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3773
3774 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3775 {
3776         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3779
3780 #else
3781 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3782 {
3783         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3784 }
3785 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3786 #endif
3787
3788 /**
3789  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3790  * @cachep: The cache the allocation was from.
3791  * @objp: The previously allocated object.
3792  *
3793  * Free an object which was previously allocated from this
3794  * cache.
3795  */
3796 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3797 {
3798         unsigned long flags;
3799
3800         local_irq_save(flags);
3801         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3802         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3803                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3804         __cache_free(cachep, objp);
3805         local_irq_restore(flags);
3806
3807         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3810
3811 /**
3812  * kfree - free previously allocated memory
3813  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3814  *
3815  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3816  *
3817  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3818  * or you will run into trouble.
3819  */
3820 void kfree(const void *objp)
3821 {
3822         struct kmem_cache *c;
3823         unsigned long flags;
3824
3825         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3826
3827         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3828                 return;
3829         local_irq_save(flags);
3830         kfree_debugcheck(objp);
3831         c = virt_to_cache(objp);
3832         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3833         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3834         __cache_free(c, (void *)objp);
3835         local_irq_restore(flags);
3836 }
3837 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3838
3839 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3840 {
3841         return obj_size(cachep);
3842 }
3843 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3844
3845 /*
3846  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3847  */
3848 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3849 {
3850         int node;
3851         struct kmem_list3 *l3;
3852         struct array_cache *new_shared;
3853         struct array_cache **new_alien = NULL;
3854
3855         for_each_online_node(node) {
3856
3857                 if (use_alien_caches) {
3858                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3859                         if (!new_alien)
3860                                 goto fail;
3861                 }
3862
3863                 new_shared = NULL;
3864                 if (cachep->shared) {
3865                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3866                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3867                                         0xbaadf00d, gfp);
3868                         if (!new_shared) {
3869                                 free_alien_cache(new_alien);
3870                                 goto fail;
3871                         }
3872                 }
3873
3874                 l3 = cachep->nodelists[node];
3875                 if (l3) {
3876                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3877
3878                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3879
3880                         if (shared)
3881                                 free_block(cachep, shared->entry,
3882                                                 shared->avail, node);
3883
3884                         l3->shared = new_shared;
3885                         if (!l3->alien) {
3886                                 l3->alien = new_alien;
3887                                 new_alien = NULL;
3888                         }
3889                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3890                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3891                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3892                         kfree(shared);
3893                         free_alien_cache(new_alien);
3894                         continue;
3895                 }
3896                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3897                 if (!l3) {
3898                         free_alien_cache(new_alien);
3899                         kfree(new_shared);
3900                         goto fail;
3901                 }
3902
3903                 kmem_list3_init(l3);
3904                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3905                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3906                 l3->shared = new_shared;
3907                 l3->alien = new_alien;
3908                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3909                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3910                 cachep->nodelists[node] = l3;
3911         }
3912         return 0;
3913
3914 fail:
3915         if (!cachep->next.next) {
3916                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3917                 node--;
3918                 while (node >= 0) {
3919                         if (cachep->nodelists[node]) {
3920                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3921
3922                                 kfree(l3->shared);
3923                                 free_alien_cache(l3->alien);
3924                                 kfree(l3);
3925                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3926                         }
3927                         node--;
3928                 }
3929         }
3930         return -ENOMEM;
3931 }
3932
3933 struct ccupdate_struct {
3934         struct kmem_cache *cachep;
3935         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3936 };
3937
3938 static void do_ccupdate_local(void *info)
3939 {
3940         struct ccupdate_struct *new = info;
3941         struct array_cache *old;
3942
3943         check_irq_off();
3944         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3945
3946         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3947         new->new[smp_processor_id()] = old;
3948 }
3949
3950 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3951 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3952                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3953 {
3954         struct ccupdate_struct *new;
3955         int i;
3956
3957         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3958         if (!new)
3959                 return -ENOMEM;
3960
3961         for_each_online_cpu(i) {
3962                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3963                                                 batchcount, gfp);
3964                 if (!new->new[i]) {
3965                         for (i--; i >= 0; i--)
3966                                 kfree(new->new[i]);
3967                         kfree(new);
3968                         return -ENOMEM;
3969                 }
3970         }
3971         new->cachep = cachep;
3972
3973         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3974
3975         check_irq_on();
3976         cachep->batchcount = batchcount;
3977         cachep->limit = limit;
3978         cachep->shared = shared;
3979
3980         for_each_online_cpu(i) {
3981                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3982                 if (!ccold)
3983                         continue;
3984                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3985                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3986                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3987                 kfree(ccold);
3988         }
3989         kfree(new);
3990         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3991 }
3992
3993 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3994 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3995 {
3996         int err;
3997         int limit, shared;
3998
3999         /*
4000          * The head array serves three purposes:
4001          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4002          * - reduce the number of spinlock operations.
4003          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4004          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4005          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4006          * Bonwick.
4007          */
4008         if (cachep->buffer_size > 131072)
4009                 limit = 1;
4010         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4011                 limit = 8;
4012         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4013                 limit = 24;
4014         else if (cachep->buffer_size > 256)
4015                 limit = 54;
4016         else
4017                 limit = 120;
4018
4019         /*
4020          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4021          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4022          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4023          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4024          * replaces Bonwick's magazine layer.
4025          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4026          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4027          */
4028         shared = 0;
4029         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4030                 shared = 8;
4031
4032 #if DEBUG
4033         /*
4034          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4035          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4036          */
4037         if (limit > 32)
4038                 limit = 32;
4039 #endif
4040         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4041         if (err)
4042                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4043                        cachep->name, -err);
4044         return err;
4045 }
4046
4047 /*
4048  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4049  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4050  * if drain_array() is used on the shared array.
4051  */
4052 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4053                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4054 {
4055         int tofree;
4056
4057         if (!ac || !ac->avail)
4058                 return;
4059         if (ac->touched && !force) {
4060                 ac->touched = 0;
4061         } else {
4062                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4063                 if (ac->avail) {
4064                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4065                         if (tofree > ac->avail)
4066                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4067                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4068                         ac->avail -= tofree;
4069                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4070                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4071                 }
4072                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4073         }
4074 }
4075
4076 /**
4077  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4078  * @w: work descriptor
4079  *
4080  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4081  * Purpose:
4082  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4083  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4084  *
4085  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4086  * again on the next iteration.
4087  */
4088 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4089 {
4090         struct kmem_cache *searchp;
4091         struct kmem_list3 *l3;
4092         int node = numa_mem_id();
4093         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4094
4095         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4096                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4097                 goto out;
4098
4099         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4100                 check_irq_on();
4101
4102                 /*
4103                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4104                  * have established with reasonable certainty that
4105                  * we can do some work if the lock was obtained.
4106                  */
4107                 l3 = searchp->nodelists[node];
4108
4109                 reap_alien(searchp, l3);
4110
4111                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4112
4113                 /*
4114                  * These are racy checks but it does not matter
4115                  * if we skip one check or scan twice.
4116                  */
4117                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4118                         goto next;
4119
4120                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4121
4122                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4123
4124                 if (l3->free_touched)
4125                         l3->free_touched = 0;
4126                 else {
4127                         int freed;
4128
4129                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4130                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4131                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4132                 }
4133 next:
4134                 cond_resched();
4135         }
4136         check_irq_on();
4137         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4138         next_reap_node();
4139 out:
4140         /* Set up the next iteration */
4141         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4142 }
4143
4144 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4145
4146 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4147 {
4148         /*
4149          * Output format version, so at least we can change it
4150          * without _too_ many complaints.
4151          */
4152 #if STATS
4153         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4154 #else
4155         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4156 #endif
4157         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4158                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4159         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4160         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4161 #if STATS
4162         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4163                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4164         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4165 #endif
4166         seq_putc(m, '\n');
4167 }
4168
4169 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4170 {
4171         loff_t n = *pos;
4172
4173         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4174         if (!n)
4175                 print_slabinfo_header(m);
4176
4177         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4178 }
4179
4180 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4181 {
4182         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4183 }
4184
4185 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4186 {
4187         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4188 }
4189
4190 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4191 {
4192         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4193         struct slab *slabp;
4194         unsigned long active_objs;
4195         unsigned long num_objs;
4196         unsigned long active_slabs = 0;
4197         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4198         const char *name;
4199         char *error = NULL;
4200         int node;
4201         struct kmem_list3 *l3;
4202
4203         active_objs = 0;
4204         num_slabs = 0;
4205         for_each_online_node(node) {
4206                 l3 = cachep->nodelists[node];
4207                 if (!l3)
4208                         continue;
4209
4210                 check_irq_on();
4211                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4212
4213                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4214                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4215                                 error = "slabs_full accounting error";
4216                         active_objs += cachep->num;
4217                         active_slabs++;
4218                 }
4219                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4220                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4221                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4222                         if (!slabp->inuse && !error)
4223                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4224                         active_objs += slabp->inuse;
4225                         active_slabs++;
4226                 }
4227                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4228                         if (slabp->inuse && !error)
4229                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4230                         num_slabs++;
4231                 }
4232                 free_objects += l3->free_objects;
4233                 if (l3->shared)
4234                         shared_avail += l3->shared->avail;
4235
4236                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4237         }
4238         num_slabs += active_slabs;
4239         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4240         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4241                 error = "free_objects accounting error";
4242
4243         name = cachep->name;
4244         if (error)
4245                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4246
4247         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4248                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4249                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4250         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4251                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4252         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4253                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4254 #if STATS
4255         {                       /* list3 stats */
4256                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4257                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4258                 unsigned long grown = cachep->grown;
4259                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4260                 unsigned long errors = cachep->errors;
4261                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4262                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4263                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4264                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4265
4266                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4267                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4268                            allocs, high, grown,
4269                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4270                            node_frees, overflows);
4271         }
4272         /* cpu stats */
4273         {
4274                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4275                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4276                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4277                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4278
4279                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4280                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4281         }
4282 #endif
4283         seq_putc(m, '\n');
4284         return 0;
4285 }
4286
4287 /*
4288  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4289  *
4290  * Output layout:
4291  * cache-name
4292  * num-active-objs
4293  * total-objs
4294  * object size
4295  * num-active-slabs
4296  * total-slabs
4297  * num-pages-per-slab
4298  * + further values on SMP and with statistics enabled
4299  */
4300
4301 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4302         .start = s_start,
4303         .next = s_next,
4304         .stop = s_stop,
4305         .show = s_show,
4306 };
4307
4308 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4309 /**
4310  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4311  * @file: unused
4312  * @buffer: user buffer
4313  * @count: data length
4314  * @ppos: unused
4315  */
4316 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4317                        size_t count, loff_t *ppos)
4318 {
4319         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4320         int limit, batchcount, shared, res;
4321         struct kmem_cache *cachep;
4322
4323         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4324                 return -EINVAL;
4325         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4326                 return -EFAULT;
4327         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4328
4329         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4330         if (!tmp)
4331                 return -EINVAL;
4332         *tmp = '\0';
4333         tmp++;
4334         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4335                 return -EINVAL;
4336
4337         /* Find the cache in the chain of caches. */
4338         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4339         res = -EINVAL;
4340         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4341                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4342                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4343                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4344                                 res = 0;
4345                         } else {
4346                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4347                                                        batchcount, shared,
4348                                                        GFP_KERNEL);
4349                         }
4350                         break;
4351                 }
4352         }
4353         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4354         if (res >= 0)
4355                 res = count;
4356         return res;
4357 }
4358
4359 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4360 {
4361         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4362 }
4363
4364 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4365         .open           = slabinfo_open,
4366         .read           = seq_read,
4367         .write          = slabinfo_write,
4368         .llseek         = seq_lseek,
4369         .release        = seq_release,
4370 };
4371
4372 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4373
4374 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4375 {
4376         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4377         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4378 }
4379
4380 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4381 {
4382         unsigned long *p;
4383         int l;
4384         if (!v)
4385                 return 1;
4386         l = n[1];
4387         p = n + 2;
4388         while (l) {
4389                 int i = l/2;
4390                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4391                 if (*q == v) {
4392                         q[1]++;
4393                         return 1;
4394                 }
4395                 if (*q > v) {
4396                         l = i;
4397                 } else {
4398                         p = q + 2;
4399                         l -= i + 1;
4400                 }
4401         }
4402         if (++n[1] == n[0])
4403                 return 0;
4404         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4405         p[0] = v;
4406         p[1] = 1;
4407         return 1;
4408 }
4409
4410 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4411 {
4412         void *p;
4413         int i;
4414         if (n[0] == n[1])
4415                 return;
4416         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4417                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4418                         continue;
4419                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4420                         return;
4421         }
4422 }
4423
4424 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4425 {
4426 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4427         unsigned long offset, size;
4428         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4429
4430         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4431                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4432                 if (modname[0])
4433                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4434                 return;
4435         }
4436 #endif
4437         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4438 }
4439
4440 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4441 {
4442         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4443         struct slab *slabp;
4444         struct kmem_list3 *l3;
4445         const char *name;
4446         unsigned long *n = m->private;
4447         int node;
4448         int i;
4449
4450         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4451                 return 0;
4452         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4453                 return 0;
4454
4455         /* OK, we can do it */
4456
4457         n[1] = 0;
4458
4459         for_each_online_node(node) {
4460                 l3 = cachep->nodelists[node];
4461                 if (!l3)
4462                         continue;
4463
4464                 check_irq_on();
4465                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4466
4467                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4468                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4469                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4470                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4471                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4472         }
4473         name = cachep->name;
4474         if (n[0] == n[1]) {
4475                 /* Increase the buffer size */
4476                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4477                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4478                 if (!m->private) {
4479                         /* Too bad, we are really out */
4480                         m->private = n;
4481                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4482                         return -ENOMEM;
4483                 }
4484                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4485                 kfree(n);
4486                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4487                 /* Now make sure this entry will be retried */
4488                 m->count = m->size;
4489                 return 0;
4490         }
4491         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4492                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4493                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4494                 seq_putc(m, '\n');
4495         }
4496
4497         return 0;
4498 }
4499
4500 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4501         .start = leaks_start,
4502         .next = s_next,
4503         .stop = s_stop,
4504         .show = leaks_show,
4505 };
4506
4507 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4508 {
4509         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4510         int ret = -ENOMEM;
4511         if (n) {
4512                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4513                 if (!ret) {
4514                         struct seq_file *m = file->private_data;
4515                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4516                         m->private = n;
4517                         n = NULL;
4518                 }
4519                 kfree(n);
4520         }
4521         return ret;
4522 }
4523
4524 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4525         .open           = slabstats_open,
4526         .read           = seq_read,
4527         .llseek         = seq_lseek,
4528         .release        = seq_release_private,
4529 };
4530 #endif
4531
4532 static int __init slab_proc_init(void)
4533 {
4534         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4535 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4536         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4537 #endif
4538         return 0;
4539 }
4540 module_init(slab_proc_init);
4541 #endif
4542
4543 /**
4544  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4545  * @objp: Pointer to the object
4546  *
4547  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4548  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4549  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4550  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4551  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4552  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4553  * must not be freed during the duration of the call.
4554  */
4555 size_t ksize(const void *objp)
4556 {
4557         BUG_ON(!objp);
4558         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4559                 return 0;
4560
4561         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4562 }
4563 EXPORT_SYMBOL(ksize);