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