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