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