SLAB: use num_possible_cpus() in enable_cpucache()
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
120  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
121  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
122  *
123  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
124  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
125  *
126  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
127  */
128
129 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
130 #define DEBUG           1
131 #define STATS           1
132 #define FORCED_DEBUG    1
133 #else
134 #define DEBUG           0
135 #define STATS           0
136 #define FORCED_DEBUG    0
137 #endif
138
139 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
140 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
141
142 #ifndef cache_line_size
143 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
144 #endif
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that this flag disables some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
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_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
181 #else
182 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
183                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
185                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
186 #endif
187
188 /*
189  * kmem_bufctl_t:
190  *
191  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
192  * linked offsets.
193  *
194  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
195  * slab an object belongs to.
196  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
197  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
198  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
199  * that does not use off-slab slabs.
200  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
201  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
202  * to have too many per slab.
203  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
204  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
205  */
206
207 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
208 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
209 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
210 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
211 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0]; /*
270                          * Must have this definition in here for the proper
271                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                          * the entries.
273                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                          */
275 };
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
308 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC 1
311 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 /*
376  * struct kmem_cache
377  *
378  * manages a cache.
379  */
380
381 struct kmem_cache {
382 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
383         struct array_cache *array[NR_CPUS];
384 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
385         unsigned int batchcount;
386         unsigned int limit;
387         unsigned int shared;
388
389         unsigned int buffer_size;
390         u32 reciprocal_buffer_size;
391 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
392         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
393
394         unsigned int flags;             /* constant flags */
395         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
396
397 /* 4) cache_grow/shrink */
398         /* order of pgs per slab (2^n) */
399         unsigned int gfporder;
400
401         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
402         gfp_t gfpflags;
403
404         size_t colour;                  /* cache colouring range */
405         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
406         struct kmem_cache *slabp_cache;
407         unsigned int slab_size;
408         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
409
410         /* constructor func */
411         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
412
413         /* de-constructor func */
414         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
415
416 /* 5) cache creation/removal */
417         const char *name;
418         struct list_head next;
419
420 /* 6) statistics */
421 #if STATS
422         unsigned long num_active;
423         unsigned long num_allocations;
424         unsigned long high_mark;
425         unsigned long grown;
426         unsigned long reaped;
427         unsigned long errors;
428         unsigned long max_freeable;
429         unsigned long node_allocs;
430         unsigned long node_frees;
431         unsigned long node_overflow;
432         atomic_t allochit;
433         atomic_t allocmiss;
434         atomic_t freehit;
435         atomic_t freemiss;
436 #endif
437 #if DEBUG
438         /*
439          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
440          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
441          * object size including these internal fields, the following two
442          * variables contain the offset to the user object and its size.
443          */
444         int obj_offset;
445         int obj_size;
446 #endif
447 };
448
449 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
450 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
451
452 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
453 /*
454  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
455  * cpucache drain/refill cycles.
456  *
457  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
458  * which could lock up otherwise freeable slabs.
459  */
460 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
461 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
462
463 #if STATS
464 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
465 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
466 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
467 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
468 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
469 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
470         do {                                                            \
471                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
472                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
473         } while (0)
474 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
475 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
476 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
477 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
478 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
479         do {                                                            \
480                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
481                         (x)->max_freeable = i;                          \
482         } while (0)
483 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
484 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
485 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
486 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
487 #else
488 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
489 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
490 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
491 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
492 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
493 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
494 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
495 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
496 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
497 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
498 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
499 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
500 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
501 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
502 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
503 #endif
504
505 #if DEBUG
506
507 /*
508  * memory layout of objects:
509  * 0            : objp
510  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
511  *              the end of an object is aligned with the end of the real
512  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
513  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
514  *              redzone word.
515  * cachep->obj_offset: The real object.
516  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
517  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
518  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
519  */
520 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
521 {
522         return cachep->obj_offset;
523 }
524
525 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
526 {
527         return cachep->obj_size;
528 }
529
530 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
533         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
537 {
538         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
539         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
540                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
541                                          2 * BYTES_PER_WORD);
542         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
548         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
549 }
550
551 #else
552
553 #define obj_offset(x)                   0
554 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
555 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
556 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
557 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
558
559 #endif
560
561 /*
562  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
563  * order.
564  */
565 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
566 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
567 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
568 #elif defined(CONFIG_MMU)
569 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
570 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
571 #else
572 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
573 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
574 #endif
575
576 /*
577  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
578  */
579 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
580 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
581 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
582
583 /*
584  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
585  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
586  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
587  */
588 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
589 {
590         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
591 }
592
593 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
594 {
595         if (unlikely(PageCompound(page)))
596                 page = (struct page *)page_private(page);
597         BUG_ON(!PageSlab(page));
598         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
599 }
600
601 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
602 {
603         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
604 }
605
606 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
607 {
608         if (unlikely(PageCompound(page)))
609                 page = (struct page *)page_private(page);
610         BUG_ON(!PageSlab(page));
611         return (struct slab *)page->lru.prev;
612 }
613
614 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
615 {
616         struct page *page = virt_to_page(obj);
617         return page_get_cache(page);
618 }
619
620 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
621 {
622         struct page *page = virt_to_page(obj);
623         return page_get_slab(page);
624 }
625
626 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
627                                  unsigned int idx)
628 {
629         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
630 }
631
632 /*
633  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
634  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
635  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
636  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
637  */
638 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
639                                         const struct slab *slab, void *obj)
640 {
641         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
642         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
643 }
644
645 /*
646  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
647  */
648 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
649 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
650 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
651         CACHE(ULONG_MAX)
652 #undef CACHE
653 };
654 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
655
656 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
657 struct cache_names {
658         char *name;
659         char *name_dma;
660 };
661
662 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
663 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
664 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
665         {NULL,}
666 #undef CACHE
667 };
668
669 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
670     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
671 static struct arraycache_init initarray_generic =
672     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
673
674 /* internal cache of cache description objs */
675 static struct kmem_cache cache_cache = {
676         .batchcount = 1,
677         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
678         .shared = 1,
679         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
680         .name = "kmem_cache",
681 #if DEBUG
682         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
683 #endif
684 };
685
686 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
687
688 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
689
690 /*
691  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
692  * for other slabs "off slab".
693  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
694  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
695  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
696  *
697  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
698  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
699  * then comes back up during hotplug
700  */
701 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
702 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
703
704 static inline void init_lock_keys(void)
705
706 {
707         int q;
708         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
709
710         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
711                 for_each_node(q) {
712                         struct array_cache **alc;
713                         int r;
714                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
715                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
716                                 continue;
717                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
718                         alc = l3->alien;
719                         /*
720                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
721                          * should go away when common slab code is taught to
722                          * work even without alien caches.
723                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
724                          * for alloc_alien_cache,
725                          */
726                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
727                                 continue;
728                         for_each_node(r) {
729                                 if (alc[r])
730                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
731                                              &on_slab_alc_key);
732                         }
733                 }
734                 s++;
735         }
736 }
737 #else
738 static inline void init_lock_keys(void)
739 {
740 }
741 #endif
742
743 /*
744  * 1. Guard access to the cache-chain.
745  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
746  */
747 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
748 static struct list_head cache_chain;
749
750 /*
751  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
752  * until the general caches are up.
753  */
754 static enum {
755         NONE,
756         PARTIAL_AC,
757         PARTIAL_L3,
758         FULL
759 } g_cpucache_up;
760
761 /*
762  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
763  */
764 int slab_is_available(void)
765 {
766         return g_cpucache_up == FULL;
767 }
768
769 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
770
771 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
772 {
773         return cachep->array[smp_processor_id()];
774 }
775
776 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
777                                                         gfp_t gfpflags)
778 {
779         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
780
781 #if DEBUG
782         /* This happens if someone tries to call
783          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
784          * the generic caches are initialized.
785          */
786         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
787 #endif
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(__FUNCTION__, 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 __init noaliencache_setup(char *s)
894 {
895         use_alien_caches = 0;
896         return 1;
897 }
898 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
899
900 #ifdef CONFIG_NUMA
901 /*
902  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
903  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
904  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
905  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
906  */
907 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
908
909 static void init_reap_node(int cpu)
910 {
911         int node;
912
913         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
914         if (node == MAX_NUMNODES)
915                 node = first_node(node_online_map);
916
917         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
918 }
919
920 static void next_reap_node(void)
921 {
922         int node = __get_cpu_var(reap_node);
923
924         /*
925          * Also drain per cpu pages on remote zones
926          */
927         if (node != numa_node_id())
928                 drain_node_pages(node);
929
930         node = next_node(node, node_online_map);
931         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
932                 node = first_node(node_online_map);
933         __get_cpu_var(reap_node) = node;
934 }
935
936 #else
937 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
938 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
939 #endif
940
941 /*
942  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
943  * via the workqueue/eventd.
944  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
945  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
946  * lock.
947  */
948 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
949 {
950         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
951
952         /*
953          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
954          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
955          * at that time.
956          */
957         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
958                 init_reap_node(cpu);
959                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
960                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
961                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
962         }
963 }
964
965 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
966                                             int batchcount)
967 {
968         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
969         struct array_cache *nc = NULL;
970
971         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
972         if (nc) {
973                 nc->avail = 0;
974                 nc->limit = entries;
975                 nc->batchcount = batchcount;
976                 nc->touched = 0;
977                 spin_lock_init(&nc->lock);
978         }
979         return nc;
980 }
981
982 /*
983  * Transfer objects in one arraycache to another.
984  * Locking must be handled by the caller.
985  *
986  * Return the number of entries transferred.
987  */
988 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
989                 struct array_cache *from, unsigned int max)
990 {
991         /* Figure out how many entries to transfer */
992         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
993
994         if (!nr)
995                 return 0;
996
997         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
998                         sizeof(void *) *nr);
999
1000         from->avail -= nr;
1001         to->avail += nr;
1002         to->touched = 1;
1003         return nr;
1004 }
1005
1006 #ifndef CONFIG_NUMA
1007
1008 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1009 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1010
1011 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1012 {
1013         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1014 }
1015
1016 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1017 {
1018 }
1019
1020 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1021 {
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1026                 gfp_t flags)
1027 {
1028         return NULL;
1029 }
1030
1031 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1032                  gfp_t flags, int nodeid)
1033 {
1034         return NULL;
1035 }
1036
1037 #else   /* CONFIG_NUMA */
1038
1039 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1040 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1041
1042 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1043 {
1044         struct array_cache **ac_ptr;
1045         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1046         int i;
1047
1048         if (limit > 1)
1049                 limit = 12;
1050         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1051         if (ac_ptr) {
1052                 for_each_node(i) {
1053                         if (i == node || !node_online(i)) {
1054                                 ac_ptr[i] = NULL;
1055                                 continue;
1056                         }
1057                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1058                         if (!ac_ptr[i]) {
1059                                 for (i--; i <= 0; i--)
1060                                         kfree(ac_ptr[i]);
1061                                 kfree(ac_ptr);
1062                                 return NULL;
1063                         }
1064                 }
1065         }
1066         return ac_ptr;
1067 }
1068
1069 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1070 {
1071         int i;
1072
1073         if (!ac_ptr)
1074                 return;
1075         for_each_node(i)
1076             kfree(ac_ptr[i]);
1077         kfree(ac_ptr);
1078 }
1079
1080 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1081                                 struct array_cache *ac, int node)
1082 {
1083         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1084
1085         if (ac->avail) {
1086                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1087                 /*
1088                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1089                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1090                  * into the free lists and getting them back later.
1091                  */
1092                 if (rl3->shared)
1093                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1094
1095                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1096                 ac->avail = 0;
1097                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1098         }
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1103  */
1104 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1105 {
1106         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1107
1108         if (l3->alien) {
1109                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1110
1111                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1112                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1113                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1114                 }
1115         }
1116 }
1117
1118 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1119                                 struct array_cache **alien)
1120 {
1121         int i = 0;
1122         struct array_cache *ac;
1123         unsigned long flags;
1124
1125         for_each_online_node(i) {
1126                 ac = alien[i];
1127                 if (ac) {
1128                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1129                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1130                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1131                 }
1132         }
1133 }
1134
1135 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1136 {
1137         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1138         int nodeid = slabp->nodeid;
1139         struct kmem_list3 *l3;
1140         struct array_cache *alien = NULL;
1141         int node;
1142
1143         node = numa_node_id();
1144
1145         /*
1146          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1147          * cache on this cpu.
1148          */
1149         if (likely(slabp->nodeid == node))
1150                 return 0;
1151
1152         l3 = cachep->nodelists[node];
1153         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1154         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1155                 alien = l3->alien[nodeid];
1156                 spin_lock(&alien->lock);
1157                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1158                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1159                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1160                 }
1161                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1162                 spin_unlock(&alien->lock);
1163         } else {
1164                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1165                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1166                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1167         }
1168         return 1;
1169 }
1170 #endif
1171
1172 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1173                                     unsigned long action, void *hcpu)
1174 {
1175         long cpu = (long)hcpu;
1176         struct kmem_cache *cachep;
1177         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1178         int node = cpu_to_node(cpu);
1179         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1180
1181         switch (action) {
1182         case CPU_UP_PREPARE:
1183                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1184                 /*
1185                  * We need to do this right in the beginning since
1186                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1187                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1188                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1189                  */
1190
1191                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1192                         /*
1193                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1194                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1195                          * node has not already allocated this
1196                          */
1197                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1198                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1199                                 if (!l3)
1200                                         goto bad;
1201                                 kmem_list3_init(l3);
1202                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1203                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1204
1205                                 /*
1206                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1207                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1208                                  * protection here.
1209                                  */
1210                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1211                         }
1212
1213                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1214                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1215                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1216                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1217                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1218                 }
1219
1220                 /*
1221                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1222                  * array caches
1223                  */
1224                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1225                         struct array_cache *nc;
1226                         struct array_cache *shared;
1227                         struct array_cache **alien = NULL;
1228
1229                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1230                                                 cachep->batchcount);
1231                         if (!nc)
1232                                 goto bad;
1233                         shared = alloc_arraycache(node,
1234                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1235                                         0xbaadf00d);
1236                         if (!shared)
1237                                 goto bad;
1238
1239                         if (use_alien_caches) {
1240                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1241                                 if (!alien)
1242                                         goto bad;
1243                         }
1244                         cachep->array[cpu] = nc;
1245                         l3 = cachep->nodelists[node];
1246                         BUG_ON(!l3);
1247
1248                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1249                         if (!l3->shared) {
1250                                 /*
1251                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1252                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1253                                  */
1254                                 l3->shared = shared;
1255                                 shared = NULL;
1256                         }
1257 #ifdef CONFIG_NUMA
1258                         if (!l3->alien) {
1259                                 l3->alien = alien;
1260                                 alien = NULL;
1261                         }
1262 #endif
1263                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1264                         kfree(shared);
1265                         free_alien_cache(alien);
1266                 }
1267                 break;
1268         case CPU_ONLINE:
1269                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1270                 start_cpu_timer(cpu);
1271                 break;
1272 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1273         case CPU_DOWN_PREPARE:
1274                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1275                 break;
1276         case CPU_DOWN_FAILED:
1277                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1278                 break;
1279         case CPU_DEAD:
1280                 /*
1281                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1282                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1283                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1284                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1285                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1286                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1287                  */
1288                 /* fall thru */
1289 #endif
1290         case CPU_UP_CANCELED:
1291                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1292                         struct array_cache *nc;
1293                         struct array_cache *shared;
1294                         struct array_cache **alien;
1295                         cpumask_t mask;
1296
1297                         mask = node_to_cpumask(node);
1298                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1299                         nc = cachep->array[cpu];
1300                         cachep->array[cpu] = NULL;
1301                         l3 = cachep->nodelists[node];
1302
1303                         if (!l3)
1304                                 goto free_array_cache;
1305
1306                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1307
1308                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1309                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1310                         if (nc)
1311                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1312
1313                         if (!cpus_empty(mask)) {
1314                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1315                                 goto free_array_cache;
1316                         }
1317
1318                         shared = l3->shared;
1319                         if (shared) {
1320                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1321                                            l3->shared->avail, node);
1322                                 l3->shared = NULL;
1323                         }
1324
1325                         alien = l3->alien;
1326                         l3->alien = NULL;
1327
1328                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1329
1330                         kfree(shared);
1331                         if (alien) {
1332                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1333                                 free_alien_cache(alien);
1334                         }
1335 free_array_cache:
1336                         kfree(nc);
1337                 }
1338                 /*
1339                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1340                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1341                  * shrink each nodelist to its limit.
1342                  */
1343                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1344                         l3 = cachep->nodelists[node];
1345                         if (!l3)
1346                                 continue;
1347                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1348                 }
1349                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1350                 break;
1351         }
1352         return NOTIFY_OK;
1353 bad:
1354         return NOTIFY_BAD;
1355 }
1356
1357 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1358         &cpuup_callback, NULL, 0
1359 };
1360
1361 /*
1362  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1363  */
1364 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1365                         int nodeid)
1366 {
1367         struct kmem_list3 *ptr;
1368
1369         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1370         BUG_ON(!ptr);
1371
1372         local_irq_disable();
1373         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1374         /*
1375          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1376          */
1377         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1378
1379         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1380         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1381         local_irq_enable();
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1386  * before smp_init().
1387  */
1388 void __init kmem_cache_init(void)
1389 {
1390         size_t left_over;
1391         struct cache_sizes *sizes;
1392         struct cache_names *names;
1393         int i;
1394         int order;
1395         int node;
1396
1397         if (num_possible_nodes() == 1)
1398                 use_alien_caches = 0;
1399
1400         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1401                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1402                 if (i < MAX_NUMNODES)
1403                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1404         }
1405
1406         /*
1407          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1408          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1409          */
1410         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1411                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1412
1413         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1414          * from caches that do not exist yet:
1415          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1416          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1417          *    cache_cache is statically allocated.
1418          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1419          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1420          *    array at the end of the bootstrap.
1421          * 2) Create the first kmalloc cache.
1422          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1423          *    An __init data area is used for the head array.
1424          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1425          *    head arrays.
1426          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1427          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1428          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1429          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1430          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1431          */
1432
1433         node = numa_node_id();
1434
1435         /* 1) create the cache_cache */
1436         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1437         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1438         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1439         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1440         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1441
1442         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1443                                         cache_line_size());
1444         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1445                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1446
1447         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1448                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1449                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1450                 if (cache_cache.num)
1451                         break;
1452         }
1453         BUG_ON(!cache_cache.num);
1454         cache_cache.gfporder = order;
1455         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1456         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1457                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1458
1459         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1460         sizes = malloc_sizes;
1461         names = cache_names;
1462
1463         /*
1464          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1465          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1466          * bug.
1467          */
1468
1469         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1470                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1471                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1472                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1473                                         NULL, NULL);
1474
1475         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1476                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1477                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1478                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1479                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1480                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1481                                 NULL, NULL);
1482         }
1483
1484         slab_early_init = 0;
1485
1486         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1487                 /*
1488                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1489                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1490                  * eliminates "false sharing".
1491                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1492                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1493                  */
1494                 if (!sizes->cs_cachep) {
1495                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1496                                         sizes->cs_size,
1497                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1498                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1499                                         NULL, NULL);
1500                 }
1501 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1502                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1503                                         names->name_dma,
1504                                         sizes->cs_size,
1505                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1506                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1507                                                 SLAB_PANIC,
1508                                         NULL, NULL);
1509 #endif
1510                 sizes++;
1511                 names++;
1512         }
1513         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1514         {
1515                 struct array_cache *ptr;
1516
1517                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1518
1519                 local_irq_disable();
1520                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1521                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1522                        sizeof(struct arraycache_init));
1523                 /*
1524                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1525                  */
1526                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1527
1528                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1529                 local_irq_enable();
1530
1531                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1532
1533                 local_irq_disable();
1534                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1535                        != &initarray_generic.cache);
1536                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1537                        sizeof(struct arraycache_init));
1538                 /*
1539                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1540                  */
1541                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1542
1543                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1544                     ptr;
1545                 local_irq_enable();
1546         }
1547         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1548         {
1549                 int nid;
1550
1551                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1552                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1553
1554                 for_each_online_node(nid) {
1555                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1556                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1557
1558                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1559                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1560                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1561                         }
1562                 }
1563         }
1564
1565         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1566         {
1567                 struct kmem_cache *cachep;
1568                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1569                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1570                         if (enable_cpucache(cachep))
1571                                 BUG();
1572                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1573         }
1574
1575         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1576         init_lock_keys();
1577
1578
1579         /* Done! */
1580         g_cpucache_up = FULL;
1581
1582         /*
1583          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1584          * cpu_cache_get for all new cpus
1585          */
1586         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1587
1588         /*
1589          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1590          * of the kernel is not yet operational.
1591          */
1592 }
1593
1594 static int __init cpucache_init(void)
1595 {
1596         int cpu;
1597
1598         /*
1599          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1600          */
1601         for_each_online_cpu(cpu)
1602                 start_cpu_timer(cpu);
1603         return 0;
1604 }
1605 __initcall(cpucache_init);
1606
1607 /*
1608  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1609  *
1610  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1611  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1612  * would be relatively rare and ignorable.
1613  */
1614 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1615 {
1616         struct page *page;
1617         int nr_pages;
1618         int i;
1619
1620 #ifndef CONFIG_MMU
1621         /*
1622          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1623          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1624          */
1625         flags |= __GFP_COMP;
1626 #endif
1627
1628         flags |= cachep->gfpflags;
1629
1630         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1631         if (!page)
1632                 return NULL;
1633
1634         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1635         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1636                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1637                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1638         else
1639                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1640                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1641         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1642                 __SetPageSlab(page + i);
1643         return page_address(page);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Interface to system's page release.
1648  */
1649 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1650 {
1651         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1652         struct page *page = virt_to_page(addr);
1653         const unsigned long nr_freed = i;
1654
1655         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1656                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1657                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1658         else
1659                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1660                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1661         while (i--) {
1662                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1663                 __ClearPageSlab(page);
1664                 page++;
1665         }
1666         if (current->reclaim_state)
1667                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1668         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1669 }
1670
1671 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1672 {
1673         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1674         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1675
1676         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1677         if (OFF_SLAB(cachep))
1678                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1679 }
1680
1681 #if DEBUG
1682
1683 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1684 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1685                             unsigned long caller)
1686 {
1687         int size = obj_size(cachep);
1688
1689         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1690
1691         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1692                 return;
1693
1694         *addr++ = 0x12345678;
1695         *addr++ = caller;
1696         *addr++ = smp_processor_id();
1697         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1698         {
1699                 unsigned long *sptr = &caller;
1700                 unsigned long svalue;
1701
1702                 while (!kstack_end(sptr)) {
1703                         svalue = *sptr++;
1704                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1705                                 *addr++ = svalue;
1706                                 size -= sizeof(unsigned long);
1707                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1708                                         break;
1709                         }
1710                 }
1711
1712         }
1713         *addr++ = 0x87654321;
1714 }
1715 #endif
1716
1717 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1718 {
1719         int size = obj_size(cachep);
1720         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1721
1722         memset(addr, val, size);
1723         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1724 }
1725
1726 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1727 {
1728         int i;
1729         unsigned char error = 0;
1730         int bad_count = 0;
1731
1732         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1733         for (i = 0; i < limit; i++) {
1734                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1735                         error = data[offset + i];
1736                         bad_count++;
1737                 }
1738                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1739         }
1740         printk("\n");
1741
1742         if (bad_count == 1) {
1743                 error ^= POISON_FREE;
1744                 if (!(error & (error - 1))) {
1745                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1746                                         "bad RAM.\n");
1747 #ifdef CONFIG_X86
1748                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1749                                         "test tool.\n");
1750 #else
1751                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1752 #endif
1753                 }
1754         }
1755 }
1756 #endif
1757
1758 #if DEBUG
1759
1760 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1761 {
1762         int i, size;
1763         char *realobj;
1764
1765         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1766                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1767                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1768                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1769         }
1770
1771         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1772                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1773                         *dbg_userword(cachep, objp));
1774                 print_symbol("(%s)",
1775                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1776                 printk("\n");
1777         }
1778         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1779         size = obj_size(cachep);
1780         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1781                 int limit;
1782                 limit = 16;
1783                 if (i + limit > size)
1784                         limit = size - i;
1785                 dump_line(realobj, i, limit);
1786         }
1787 }
1788
1789 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1790 {
1791         char *realobj;
1792         int size, i;
1793         int lines = 0;
1794
1795         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1796         size = obj_size(cachep);
1797
1798         for (i = 0; i < size; i++) {
1799                 char exp = POISON_FREE;
1800                 if (i == size - 1)
1801                         exp = POISON_END;
1802                 if (realobj[i] != exp) {
1803                         int limit;
1804                         /* Mismatch ! */
1805                         /* Print header */
1806                         if (lines == 0) {
1807                                 printk(KERN_ERR
1808                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1809                                         cachep->name, realobj, size);
1810                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1811                         }
1812                         /* Hexdump the affected line */
1813                         i = (i / 16) * 16;
1814                         limit = 16;
1815                         if (i + limit > size)
1816                                 limit = size - i;
1817                         dump_line(realobj, i, limit);
1818                         i += 16;
1819                         lines++;
1820                         /* Limit to 5 lines */
1821                         if (lines > 5)
1822                                 break;
1823                 }
1824         }
1825         if (lines != 0) {
1826                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1827                  * exist:
1828                  */
1829                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1830                 unsigned int objnr;
1831
1832                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1833                 if (objnr) {
1834                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1835                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1836                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1837                                realobj, size);
1838                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1839                 }
1840                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1841                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1842                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1843                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1844                                realobj, size);
1845                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1846                 }
1847         }
1848 }
1849 #endif
1850
1851 #if DEBUG
1852 /**
1853  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1854  * @cachep: cache pointer being destroyed
1855  * @slabp: slab pointer being destroyed
1856  *
1857  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1858  * destroyed.
1859  */
1860 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1861 {
1862         int i;
1863         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1864                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1865
1866                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1867 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1868                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1869                                         OFF_SLAB(cachep))
1870                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1871                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1872                         else
1873                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1874 #else
1875                         check_poison_obj(cachep, objp);
1876 #endif
1877                 }
1878                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1879                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1880                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1881                                            "was overwritten");
1882                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1883                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1884                                            "was overwritten");
1885                 }
1886                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1887                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1888         }
1889 }
1890 #else
1891 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1892 {
1893         if (cachep->dtor) {
1894                 int i;
1895                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1896                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1897                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1898                 }
1899         }
1900 }
1901 #endif
1902
1903 /**
1904  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1905  * @cachep: cache pointer being destroyed
1906  * @slabp: slab pointer being destroyed
1907  *
1908  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1909  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1910  * cache-lock is not held/needed.
1911  */
1912 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1913 {
1914         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1915
1916         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1917         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1918                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1919
1920                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1921                 slab_rcu->cachep = cachep;
1922                 slab_rcu->addr = addr;
1923                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1924         } else {
1925                 kmem_freepages(cachep, addr);
1926                 if (OFF_SLAB(cachep))
1927                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1928         }
1929 }
1930
1931 /*
1932  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1933  * size of kmem_list3.
1934  */
1935 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1936 {
1937         int node;
1938
1939         for_each_online_node(node) {
1940                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1941                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1942                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1943                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1944         }
1945 }
1946
1947 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1948 {
1949         int i;
1950         struct kmem_list3 *l3;
1951
1952         for_each_online_cpu(i)
1953             kfree(cachep->array[i]);
1954
1955         /* NUMA: free the list3 structures */
1956         for_each_online_node(i) {
1957                 l3 = cachep->nodelists[i];
1958                 if (l3) {
1959                         kfree(l3->shared);
1960                         free_alien_cache(l3->alien);
1961                         kfree(l3);
1962                 }
1963         }
1964         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1965 }
1966
1967
1968 /**
1969  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1970  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1971  * @size: size of objects to be created in this cache.
1972  * @align: required alignment for the objects.
1973  * @flags: slab allocation flags
1974  *
1975  * Also calculates the number of objects per slab.
1976  *
1977  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1978  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1979  * towards high-order requests, this should be changed.
1980  */
1981 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1982                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1983 {
1984         unsigned long offslab_limit;
1985         size_t left_over = 0;
1986         int gfporder;
1987
1988         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1989                 unsigned int num;
1990                 size_t remainder;
1991
1992                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1993                 if (!num)
1994                         continue;
1995
1996                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1997                         /*
1998                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1999                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2000                          * looping condition in cache_grow().
2001                          */
2002                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2003                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2004
2005                         if (num > offslab_limit)
2006                                 break;
2007                 }
2008
2009                 /* Found something acceptable - save it away */
2010                 cachep->num = num;
2011                 cachep->gfporder = gfporder;
2012                 left_over = remainder;
2013
2014                 /*
2015                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2016                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2017                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2018                  */
2019                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2020                         break;
2021
2022                 /*
2023                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2024                  * currently bad for the gfp()s.
2025                  */
2026                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2027                         break;
2028
2029                 /*
2030                  * Acceptable internal fragmentation?
2031                  */
2032                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2033                         break;
2034         }
2035         return left_over;
2036 }
2037
2038 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2039 {
2040         if (g_cpucache_up == FULL)
2041                 return enable_cpucache(cachep);
2042
2043         if (g_cpucache_up == NONE) {
2044                 /*
2045                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2046                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2047                  * further caches will BUG().
2048                  */
2049                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2050
2051                 /*
2052                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2053                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2054                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2055                  */
2056                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2057                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2058                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2059                 else
2060                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2061         } else {
2062                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2063                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2064
2065                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2066                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2067                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2068                 } else {
2069                         int node;
2070                         for_each_online_node(node) {
2071                                 cachep->nodelists[node] =
2072                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2073                                                 GFP_KERNEL, node);
2074                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2075                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2076                         }
2077                 }
2078         }
2079         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2080                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2081                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2082
2083         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2084         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2085         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2086         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2087         cachep->batchcount = 1;
2088         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2089         return 0;
2090 }
2091
2092 /**
2093  * kmem_cache_create - Create a cache.
2094  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2095  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2096  * @align: The required alignment for the objects.
2097  * @flags: SLAB flags
2098  * @ctor: A constructor for the objects.
2099  * @dtor: A destructor for the objects.
2100  *
2101  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2102  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2103  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2104  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2105  *
2106  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2107  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2108  *
2109  * The flags are
2110  *
2111  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2112  * to catch references to uninitialised memory.
2113  *
2114  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2115  * for buffer overruns.
2116  *
2117  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2118  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2119  * as davem.
2120  */
2121 struct kmem_cache *
2122 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2123         unsigned long flags,
2124         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2125         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2126 {
2127         size_t left_over, slab_size, ralign;
2128         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2129
2130         /*
2131          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2132          */
2133         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2134             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2135                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2136                                 name);
2137                 BUG();
2138         }
2139
2140         /*
2141          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2142          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2143          */
2144         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2145
2146         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2147                 char tmp;
2148                 int res;
2149
2150                 /*
2151                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2152                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2153                  * area of the module.  Print a warning.
2154                  */
2155                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2156                 if (res) {
2157                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2158                                pc->buffer_size);
2159                         continue;
2160                 }
2161
2162                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2163                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2164                         dump_stack();
2165                         goto oops;
2166                 }
2167         }
2168
2169 #if DEBUG
2170         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2171         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
2172                 /* No constructor, but inital state check requested */
2173                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
2174                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
2175                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
2176         }
2177 #if FORCED_DEBUG
2178         /*
2179          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2180          * large objects, if the increased size would increase the object size
2181          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2182          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2183          */
2184         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2185                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2186         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2187                 flags |= SLAB_POISON;
2188 #endif
2189         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2190                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2191 #endif
2192         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2193                 BUG_ON(dtor);
2194
2195         /*
2196          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2197          * isn't available.
2198          */
2199         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2200
2201         /*
2202          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2203          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2204          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2205          */
2206         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2207                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2208                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2209         }
2210
2211         /* calculate the final buffer alignment: */
2212
2213         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2214         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2215                 /*
2216                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2217                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2218                  * one cacheline.
2219                  */
2220                 ralign = cache_line_size();
2221                 while (size <= ralign / 2)
2222                         ralign /= 2;
2223         } else {
2224                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2225         }
2226
2227         /*
2228          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2229          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2230          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2231          */
2232         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2233                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2234
2235         /* 2) arch mandated alignment */
2236         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2237                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2238         }
2239         /* 3) caller mandated alignment */
2240         if (ralign < align) {
2241                 ralign = align;
2242         }
2243         /* disable debug if necessary */
2244         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2245                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2246         /*
2247          * 4) Store it.
2248          */
2249         align = ralign;
2250
2251         /* Get cache's description obj. */
2252         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2253         if (!cachep)
2254                 goto oops;
2255
2256 #if DEBUG
2257         cachep->obj_size = size;
2258
2259         /*
2260          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2261          * into align above.
2262          */
2263         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2264                 /* add space for red zone words */
2265                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2266                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2267         }
2268         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2269                 /* user store requires one word storage behind the end of
2270                  * the real object.
2271                  */
2272                 size += BYTES_PER_WORD;
2273         }
2274 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2275         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2276             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2277                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2278                 size = PAGE_SIZE;
2279         }
2280 #endif
2281 #endif
2282
2283         /*
2284          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2285          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2286          * it too early on.)
2287          */
2288         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2289                 /*
2290                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2291                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2292                  */
2293                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2294
2295         size = ALIGN(size, align);
2296
2297         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2298
2299         if (!cachep->num) {
2300                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2301                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2302                 cachep = NULL;
2303                 goto oops;
2304         }
2305         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2306                           + sizeof(struct slab), align);
2307
2308         /*
2309          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2310          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2311          */
2312         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2313                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2314                 left_over -= slab_size;
2315         }
2316
2317         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2318                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2319                 slab_size =
2320                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2321         }
2322
2323         cachep->colour_off = cache_line_size();
2324         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2325         if (cachep->colour_off < align)
2326                 cachep->colour_off = align;
2327         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2328         cachep->slab_size = slab_size;
2329         cachep->flags = flags;
2330         cachep->gfpflags = 0;
2331         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2332                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2333         cachep->buffer_size = size;
2334         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2335
2336         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2337                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2338                 /*
2339                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2340                  * But since we go off slab only for object size greater than
2341                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2342                  * this should not happen at all.
2343                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2344                  */
2345                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2346         }
2347         cachep->ctor = ctor;
2348         cachep->dtor = dtor;
2349         cachep->name = name;
2350
2351         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2352                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2353                 cachep = NULL;
2354                 goto oops;
2355         }
2356
2357         /* cache setup completed, link it into the list */
2358         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2359 oops:
2360         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2361                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2362                       name);
2363         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2364         return cachep;
2365 }
2366 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2367
2368 #if DEBUG
2369 static void check_irq_off(void)
2370 {
2371         BUG_ON(!irqs_disabled());
2372 }
2373
2374 static void check_irq_on(void)
2375 {
2376         BUG_ON(irqs_disabled());
2377 }
2378
2379 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2380 {
2381 #ifdef CONFIG_SMP
2382         check_irq_off();
2383         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2384 #endif
2385 }
2386
2387 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2388 {
2389 #ifdef CONFIG_SMP
2390         check_irq_off();
2391         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2392 #endif
2393 }
2394
2395 #else
2396 #define check_irq_off() do { } while(0)
2397 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2398 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2399 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2400 #endif
2401
2402 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2403                         struct array_cache *ac,
2404                         int force, int node);
2405
2406 static void do_drain(void *arg)
2407 {
2408         struct kmem_cache *cachep = arg;
2409         struct array_cache *ac;
2410         int node = numa_node_id();
2411
2412         check_irq_off();
2413         ac = cpu_cache_get(cachep);
2414         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2415         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2416         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2417         ac->avail = 0;
2418 }
2419
2420 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2421 {
2422         struct kmem_list3 *l3;
2423         int node;
2424
2425         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2426         check_irq_on();
2427         for_each_online_node(node) {
2428                 l3 = cachep->nodelists[node];
2429                 if (l3 && l3->alien)
2430                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2431         }
2432
2433         for_each_online_node(node) {
2434                 l3 = cachep->nodelists[node];
2435                 if (l3)
2436                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2437         }
2438 }
2439
2440 /*
2441  * Remove slabs from the list of free slabs.
2442  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2443  *
2444  * Returns the actual number of slabs released.
2445  */
2446 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2447                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2448 {
2449         struct list_head *p;
2450         int nr_freed;
2451         struct slab *slabp;
2452
2453         nr_freed = 0;
2454         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2455
2456                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2457                 p = l3->slabs_free.prev;
2458                 if (p == &l3->slabs_free) {
2459                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2460                         goto out;
2461                 }
2462
2463                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2464 #if DEBUG
2465                 BUG_ON(slabp->inuse);
2466 #endif
2467                 list_del(&slabp->list);
2468                 /*
2469                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2470                  * to the cache.
2471                  */
2472                 l3->free_objects -= cache->num;
2473                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2474                 slab_destroy(cache, slabp);
2475                 nr_freed++;
2476         }
2477 out:
2478         return nr_freed;
2479 }
2480
2481 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2482 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2483 {
2484         int ret = 0, i = 0;
2485         struct kmem_list3 *l3;
2486
2487         drain_cpu_caches(cachep);
2488
2489         check_irq_on();
2490         for_each_online_node(i) {
2491                 l3 = cachep->nodelists[i];
2492                 if (!l3)
2493                         continue;
2494
2495                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2496
2497                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2498                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2499         }
2500         return (ret ? 1 : 0);
2501 }
2502
2503 /**
2504  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2505  * @cachep: The cache to shrink.
2506  *
2507  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2508  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2509  */
2510 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2511 {
2512         int ret;
2513         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2514
2515         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2516         ret = __cache_shrink(cachep);
2517         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2518         return ret;
2519 }
2520 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2521
2522 /**
2523  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2524  * @cachep: the cache to destroy
2525  *
2526  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2527  *
2528  * It is expected this function will be called by a module when it is
2529  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2530  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2531  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2532  *
2533  * The cache must be empty before calling this function.
2534  *
2535  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2536  * during the kmem_cache_destroy().
2537  */
2538 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2539 {
2540         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2541
2542         /* Find the cache in the chain of caches. */
2543         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2544         /*
2545          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2546          */
2547         list_del(&cachep->next);
2548         if (__cache_shrink(cachep)) {
2549                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2550                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2551                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2552                 return;
2553         }
2554
2555         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2556                 synchronize_rcu();
2557
2558         __kmem_cache_destroy(cachep);
2559         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2562
2563 /*
2564  * Get the memory for a slab management obj.
2565  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2566  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2567  * come from the same cache which is getting created because,
2568  * when we are searching for an appropriate cache for these
2569  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2570  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2571  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2572  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2573  */
2574 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2575                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2576                                    int nodeid)
2577 {
2578         struct slab *slabp;
2579
2580         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2581                 /* Slab management obj is off-slab. */
2582                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2583                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2584                 if (!slabp)
2585                         return NULL;
2586         } else {
2587                 slabp = objp + colour_off;
2588                 colour_off += cachep->slab_size;
2589         }
2590         slabp->inuse = 0;
2591         slabp->colouroff = colour_off;
2592         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2593         slabp->nodeid = nodeid;
2594         return slabp;
2595 }
2596
2597 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2598 {
2599         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2600 }
2601
2602 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2603                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2604 {
2605         int i;
2606
2607         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2608                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2609 #if DEBUG
2610                 /* need to poison the objs? */
2611                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2612                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2613                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2614                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2615
2616                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2617                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2618                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2619                 }
2620                 /*
2621                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2622                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2623                  * They must also be threaded.
2624                  */
2625                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2626                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2627                                      ctor_flags);
2628
2629                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2630                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2631                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2632                                            " end of an object");
2633                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2634                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2635                                            " start of an object");
2636                 }
2637                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2638                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2639                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2640                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2641 #else
2642                 if (cachep->ctor)
2643                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2644 #endif
2645                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2646         }
2647         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2648         slabp->free = 0;
2649 }
2650
2651 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2652 {
2653         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2654                 if (flags & GFP_DMA)
2655                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2656                 else
2657                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2658         }
2659 }
2660
2661 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2662                                 int nodeid)
2663 {
2664         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2665         kmem_bufctl_t next;
2666
2667         slabp->inuse++;
2668         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2669 #if DEBUG
2670         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2671         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2672 #endif
2673         slabp->free = next;
2674
2675         return objp;
2676 }
2677
2678 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2679                                 void *objp, int nodeid)
2680 {
2681         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2682
2683 #if DEBUG
2684         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2685         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2686
2687         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2688                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2689                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2690                 BUG();
2691         }
2692 #endif
2693         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2694         slabp->free = objnr;
2695         slabp->inuse--;
2696 }
2697
2698 /*
2699  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2700  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2701  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2702  */
2703 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2704                            void *addr)
2705 {
2706         int nr_pages;
2707         struct page *page;
2708
2709         page = virt_to_page(addr);
2710
2711         nr_pages = 1;
2712         if (likely(!PageCompound(page)))
2713                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2714
2715         do {
2716                 page_set_cache(page, cache);
2717                 page_set_slab(page, slab);
2718                 page++;
2719         } while (--nr_pages);
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2724  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2725  */
2726 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2727                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2728 {
2729         struct slab *slabp;
2730         size_t offset;
2731         gfp_t local_flags;
2732         unsigned long ctor_flags;
2733         struct kmem_list3 *l3;
2734
2735         /*
2736          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2737          * critical path in kmem_cache_alloc().
2738          */
2739         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2740         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2741                 return 0;
2742
2743         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2744         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2745         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2746                 /*
2747                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2748                  * this - it might need to know...
2749                  */
2750                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2751
2752         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2753         check_irq_off();
2754         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2755         spin_lock(&l3->list_lock);
2756
2757         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2758         offset = l3->colour_next;
2759         l3->colour_next++;
2760         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2761                 l3->colour_next = 0;
2762         spin_unlock(&l3->list_lock);
2763
2764         offset *= cachep->colour_off;
2765
2766         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2767                 local_irq_enable();
2768
2769         /*
2770          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2771          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2772          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2773          * will eventually be caught here (where it matters).
2774          */
2775         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2776
2777         /*
2778          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2779          * 'nodeid'.
2780          */
2781         if (!objp)
2782                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2783         if (!objp)
2784                 goto failed;
2785
2786         /* Get slab management. */
2787         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2788                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2789         if (!slabp)
2790                 goto opps1;
2791
2792         slabp->nodeid = nodeid;
2793         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2794
2795         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2796
2797         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2798                 local_irq_disable();
2799         check_irq_off();
2800         spin_lock(&l3->list_lock);
2801
2802         /* Make slab active. */
2803         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2804         STATS_INC_GROWN(cachep);
2805         l3->free_objects += cachep->num;
2806         spin_unlock(&l3->list_lock);
2807         return 1;
2808 opps1:
2809         kmem_freepages(cachep, objp);
2810 failed:
2811         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2812                 local_irq_disable();
2813         return 0;
2814 }
2815
2816 #if DEBUG
2817
2818 /*
2819  * Perform extra freeing checks:
2820  * - detect bad pointers.
2821  * - POISON/RED_ZONE checking
2822  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2823  */
2824 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2825 {
2826         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2827                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2828                        (unsigned long)objp);
2829                 BUG();
2830         }
2831 }
2832
2833 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2834 {
2835         unsigned long redzone1, redzone2;
2836
2837         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2838         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2839
2840         /*
2841          * Redzone is ok.
2842          */
2843         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2844                 return;
2845
2846         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2847                 slab_error(cache, "double free detected");
2848         else
2849                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2850
2851         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2852                         obj, redzone1, redzone2);
2853 }
2854
2855 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2856                                    void *caller)
2857 {
2858         struct page *page;
2859         unsigned int objnr;
2860         struct slab *slabp;
2861
2862         objp -= obj_offset(cachep);
2863         kfree_debugcheck(objp);
2864         page = virt_to_page(objp);
2865
2866         slabp = page_get_slab(page);
2867
2868         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2869                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2870                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2871                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2872         }
2873         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2874                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2875
2876         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2877
2878         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2879         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2880
2881         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2882                 /*
2883                  * Need to call the slab's constructor so the caller can
2884                  * perform a verify of its state (debugging).  Called without
2885                  * the cache-lock held.
2886                  */
2887                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2888                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2889         }
2890         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2891                 /* we want to cache poison the object,
2892                  * call the destruction callback
2893                  */
2894                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2895         }
2896 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2897         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2898 #endif
2899         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2900 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2901                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2902                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2903                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2904                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2905                 } else {
2906                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2907                 }
2908 #else
2909                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2910 #endif
2911         }
2912         return objp;
2913 }
2914
2915 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2916 {
2917         kmem_bufctl_t i;
2918         int entries = 0;
2919
2920         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2921         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2922                 entries++;
2923                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2924                         goto bad;
2925         }
2926         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2927 bad:
2928                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2929                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2930                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2931                 for (i = 0;
2932                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2933                      i++) {
2934                         if (i % 16 == 0)
2935                                 printk("\n%03x:", i);
2936                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2937                 }
2938                 printk("\n");
2939                 BUG();
2940         }
2941 }
2942 #else
2943 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2944 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2945 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2946 #endif
2947
2948 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2949 {
2950         int batchcount;
2951         struct kmem_list3 *l3;
2952         struct array_cache *ac;
2953         int node;
2954
2955         node = numa_node_id();
2956
2957         check_irq_off();
2958         ac = cpu_cache_get(cachep);
2959 retry:
2960         batchcount = ac->batchcount;
2961         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2962                 /*
2963                  * If there was little recent activity on this cache, then
2964                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2965                  * refill bouncing.
2966                  */
2967                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2968         }
2969         l3 = cachep->nodelists[node];
2970
2971         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2972         spin_lock(&l3->list_lock);
2973
2974         /* See if we can refill from the shared array */
2975         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2976                 goto alloc_done;
2977
2978         while (batchcount > 0) {
2979                 struct list_head *entry;
2980                 struct slab *slabp;
2981                 /* Get slab alloc is to come from. */
2982                 entry = l3->slabs_partial.next;
2983                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2984                         l3->free_touched = 1;
2985                         entry = l3->slabs_free.next;
2986                         if (entry == &l3->slabs_free)
2987                                 goto must_grow;
2988                 }
2989
2990                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2991                 check_slabp(cachep, slabp);
2992                 check_spinlock_acquired(cachep);
2993
2994                 /*
2995                  * The slab was either on partial or free list so
2996                  * there must be at least one object available for
2997                  * allocation.
2998                  */
2999                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3000
3001                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3002                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3003                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3004                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3005
3006                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3007                                                             node);
3008                 }
3009                 check_slabp(cachep, slabp);
3010
3011                 /* move slabp to correct slabp list: */
3012                 list_del(&slabp->list);
3013                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3014                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3015                 else
3016                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3017         }
3018
3019 must_grow:
3020         l3->free_objects -= ac->avail;
3021 alloc_done:
3022         spin_unlock(&l3->list_lock);
3023
3024         if (unlikely(!ac->avail)) {
3025                 int x;
3026                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3027
3028                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3029                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3030                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3031                         return NULL;
3032
3033                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3034                         goto retry;
3035         }
3036         ac->touched = 1;
3037         return ac->entry[--ac->avail];
3038 }
3039
3040 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3041                                                 gfp_t flags)
3042 {
3043         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3044 #if DEBUG
3045         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3046 #endif
3047 }
3048
3049 #if DEBUG
3050 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3051                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3052 {
3053         if (!objp)
3054                 return objp;
3055         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3056 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3057                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3058                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3059                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3060                 else
3061                         check_poison_obj(cachep, objp);
3062 #else
3063                 check_poison_obj(cachep, objp);
3064 #endif
3065                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3066         }
3067         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3068                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3069
3070         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3071                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3072                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3073                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3074                                                 " object was overwritten");
3075                         printk(KERN_ERR
3076                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3077                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3078                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3079                 }
3080                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3081                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3082         }
3083 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3084         {
3085                 struct slab *slabp;
3086                 unsigned objnr;
3087
3088                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
3089                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3090                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3091         }
3092 #endif
3093         objp += obj_offset(cachep);
3094         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3095                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3096
3097                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3098                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3099
3100                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3101         }
3102 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3103         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3104                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3105                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3106         }
3107 #endif
3108         return objp;
3109 }
3110 #else
3111 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3112 #endif
3113
3114 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3115
3116 static struct failslab_attr {
3117
3118         struct fault_attr attr;
3119
3120         u32 ignore_gfp_wait;
3121 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3122         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3123 #endif
3124
3125 } failslab = {
3126         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3127         .ignore_gfp_wait = 1,
3128 };
3129
3130 static int __init setup_failslab(char *str)
3131 {
3132         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3133 }
3134 __setup("failslab=", setup_failslab);
3135
3136 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3137 {
3138         if (cachep == &cache_cache)
3139                 return 0;
3140         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3141                 return 0;
3142         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3143                 return 0;
3144
3145         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3146 }
3147
3148 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3149
3150 static int __init failslab_debugfs(void)
3151 {
3152         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3153         struct dentry *dir;
3154         int err;
3155
3156         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3157         if (err)
3158                 return err;
3159         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3160
3161         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3162                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3163                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3164
3165         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3166                 err = -ENOMEM;
3167                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3168                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3169         }
3170
3171         return err;
3172 }
3173
3174 late_initcall(failslab_debugfs);
3175
3176 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3177
3178 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3179
3180 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3181 {
3182         return 0;
3183 }
3184
3185 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3186
3187 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3188 {
3189         void *objp;
3190         struct array_cache *ac;
3191
3192         check_irq_off();
3193
3194         if (should_failslab(cachep, flags))
3195                 return NULL;
3196
3197         ac = cpu_cache_get(cachep);
3198         if (likely(ac->avail)) {
3199                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3200                 ac->touched = 1;
3201                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3202         } else {
3203                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3204                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3205         }
3206         return objp;
3207 }
3208
3209 #ifdef CONFIG_NUMA
3210 /*
3211  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3212  *
3213  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3214  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3215  */
3216 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3217 {
3218         int nid_alloc, nid_here;
3219
3220         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3221                 return NULL;
3222         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3223         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3224                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3225         else if (current->mempolicy)
3226                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3227         if (nid_alloc != nid_here)
3228                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3229         return NULL;
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3234  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3235  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3236  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3237  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3238  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3239  */
3240 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3241 {
3242         struct zonelist *zonelist;
3243         gfp_t local_flags;
3244         struct zone **z;
3245         void *obj = NULL;
3246         int nid;
3247
3248         if (flags & __GFP_THISNODE)
3249                 return NULL;
3250
3251         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3252                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3253         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3254
3255 retry:
3256         /*
3257          * Look through allowed nodes for objects available
3258          * from existing per node queues.
3259          */
3260         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3261                 nid = zone_to_nid(*z);
3262
3263                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3264                         cache->nodelists[nid] &&
3265                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3266                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3267                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3268         }
3269
3270         if (!obj && !(flags & __GFP_NO_GROW)) {
3271                 /*
3272                  * This allocation will be performed within the constraints
3273                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3274                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3275                  * set and go into memory reserves if necessary.
3276                  */
3277                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3278                         local_irq_enable();
3279                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3280                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3281                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3282                         local_irq_disable();
3283                 if (obj) {
3284                         /*
3285                          * Insert into the appropriate per node queues
3286                          */
3287                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3288                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3289                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3290                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3291                                 if (!obj)
3292                                         /*
3293                                          * Another processor may allocate the
3294                                          * objects in the slab since we are
3295                                          * not holding any locks.
3296                                          */
3297                                         goto retry;
3298                         } else {
3299                                 /* cache_grow already freed obj */
3300                                 obj = NULL;
3301                         }
3302                 }
3303         }
3304         return obj;
3305 }
3306
3307 /*
3308  * A interface to enable slab creation on nodeid
3309  */
3310 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3311                                 int nodeid)
3312 {
3313         struct list_head *entry;
3314         struct slab *slabp;
3315         struct kmem_list3 *l3;
3316         void *obj;
3317         int x;
3318
3319         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3320         BUG_ON(!l3);
3321
3322 retry:
3323         check_irq_off();
3324         spin_lock(&l3->list_lock);
3325         entry = l3->slabs_partial.next;
3326         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3327                 l3->free_touched = 1;
3328                 entry = l3->slabs_free.next;
3329                 if (entry == &l3->slabs_free)
3330                         goto must_grow;
3331         }
3332
3333         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3334         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3335         check_slabp(cachep, slabp);
3336
3337         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3338         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3339         STATS_SET_HIGH(cachep);
3340
3341         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3342
3343         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3344         check_slabp(cachep, slabp);
3345         l3->free_objects--;
3346         /* move slabp to correct slabp list: */
3347         list_del(&slabp->list);
3348
3349         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3350                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3351         else
3352                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3353
3354         spin_unlock(&l3->list_lock);
3355         goto done;
3356
3357 must_grow:
3358         spin_unlock(&l3->list_lock);
3359         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3360         if (x)
3361                 goto retry;
3362
3363         return fallback_alloc(cachep, flags);
3364
3365 done:
3366         return obj;
3367 }
3368
3369 /**
3370  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3371  * @cachep: The cache to allocate from.
3372  * @flags: See kmalloc().
3373  * @nodeid: node number of the target node.
3374  * @caller: return address of caller, used for debug information
3375  *
3376  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3377  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3378  *
3379  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3380  */
3381 static __always_inline void *
3382 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3383                    void *caller)
3384 {
3385         unsigned long save_flags;
3386         void *ptr;
3387
3388         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3389         local_irq_save(save_flags);
3390
3391         if (unlikely(nodeid == -1))
3392                 nodeid = numa_node_id();
3393
3394         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3395                 /* Node not bootstrapped yet */
3396                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3397                 goto out;
3398         }
3399
3400         if (nodeid == numa_node_id()) {
3401                 /*
3402                  * Use the locally cached objects if possible.
3403                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3404                  * to other nodes. It may fail while we still have
3405                  * objects on other nodes available.
3406                  */
3407                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3408                 if (ptr)
3409                         goto out;
3410         }
3411         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3412         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3413   out:
3414         local_irq_restore(save_flags);
3415         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3416
3417         return ptr;
3418 }
3419
3420 static __always_inline void *
3421 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3422 {
3423         void *objp;
3424
3425         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3426                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3427                 if (objp)
3428                         goto out;
3429         }
3430         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3431
3432         /*
3433          * We may just have run out of memory on the local node.
3434          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3435          */
3436         if (!objp)
3437                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3438
3439   out:
3440         return objp;
3441 }
3442 #else
3443
3444 static __always_inline void *
3445 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3446 {
3447         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3448 }
3449
3450 #endif /* CONFIG_NUMA */
3451
3452 static __always_inline void *
3453 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3454 {
3455         unsigned long save_flags;
3456         void *objp;
3457
3458         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3459         local_irq_save(save_flags);
3460         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3461         local_irq_restore(save_flags);
3462         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3463         prefetchw(objp);
3464
3465         return objp;
3466 }
3467
3468 /*
3469  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3470  */
3471 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3472                        int node)
3473 {
3474         int i;
3475         struct kmem_list3 *l3;
3476
3477         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3478                 void *objp = objpp[i];
3479                 struct slab *slabp;
3480
3481                 slabp = virt_to_slab(objp);
3482                 l3 = cachep->nodelists[node];
3483                 list_del(&slabp->list);
3484                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3485                 check_slabp(cachep, slabp);
3486                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3487                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3488                 l3->free_objects++;
3489                 check_slabp(cachep, slabp);
3490
3491                 /* fixup slab chains */
3492                 if (slabp->inuse == 0) {
3493                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3494                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3495                                 /* No need to drop any previously held
3496                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3497                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3498                                  * a different cache, refer to comments before
3499                                  * alloc_slabmgmt.
3500                                  */
3501                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3502                         } else {
3503                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3504                         }
3505                 } else {
3506                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3507                          * partial list on free - maximum time for the
3508                          * other objects to be freed, too.
3509                          */
3510                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3511                 }
3512         }
3513 }
3514
3515 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3516 {
3517         int batchcount;
3518         struct kmem_list3 *l3;
3519         int node = numa_node_id();
3520
3521         batchcount = ac->batchcount;
3522 #if DEBUG
3523         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3524 #endif
3525         check_irq_off();
3526         l3 = cachep->nodelists[node];
3527         spin_lock(&l3->list_lock);
3528         if (l3->shared) {
3529                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3530                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3531                 if (max) {
3532                         if (batchcount > max)
3533                                 batchcount = max;
3534                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3535                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3536                         shared_array->avail += batchcount;
3537                         goto free_done;
3538                 }
3539         }
3540
3541         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3542 free_done:
3543 #if STATS
3544         {
3545                 int i = 0;
3546                 struct list_head *p;
3547
3548                 p = l3->slabs_free.next;
3549                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3550                         struct slab *slabp;
3551
3552                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3553                         BUG_ON(slabp->inuse);
3554
3555                         i++;
3556                         p = p->next;
3557                 }
3558                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3559         }
3560 #endif
3561         spin_unlock(&l3->list_lock);
3562         ac->avail -= batchcount;
3563         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3564 }
3565
3566 /*
3567  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3568  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3569  */
3570 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3571 {
3572         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3573
3574         check_irq_off();
3575         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3576
3577         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3578                 return;
3579
3580         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3581                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3582                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3583                 return;
3584         } else {
3585                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3586                 cache_flusharray(cachep, ac);
3587                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3588         }
3589 }
3590
3591 /**
3592  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3593  * @cachep: The cache to allocate from.
3594  * @flags: See kmalloc().
3595  *
3596  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3597  * if the cache has no available objects.
3598  */
3599 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3600 {
3601         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3602 }
3603 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3604
3605 /**
3606  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3607  * @cache: The cache to allocate from.
3608  * @flags: See kmalloc().
3609  *
3610  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3611  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3612  */
3613 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3614 {
3615         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3616         if (ret)
3617                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3618         return ret;
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3621
3622 /**
3623  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3624  *      be a slab entry.
3625  * @cachep: the cache we're checking against
3626  * @ptr: pointer to validate
3627  *
3628  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3629  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3630  * part of the slab cache in question, but it at least
3631  * validates that the pointer can be dereferenced and
3632  * looks half-way sane.
3633  *
3634  * Currently only used for dentry validation.
3635  */
3636 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3637 {
3638         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3639         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3640         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3641         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3642         struct page *page;
3643
3644         if (unlikely(addr < min_addr))
3645                 goto out;
3646         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3647                 goto out;
3648         if (unlikely(addr & align_mask))
3649                 goto out;
3650         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3651                 goto out;
3652         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3653                 goto out;
3654         page = virt_to_page(ptr);
3655         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3656                 goto out;
3657         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3658                 goto out;
3659         return 1;
3660 out:
3661         return 0;
3662 }
3663
3664 #ifdef CONFIG_NUMA
3665 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3666 {
3667         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3668                         __builtin_return_address(0));
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3671
3672 static __always_inline void *
3673 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3674 {
3675         struct kmem_cache *cachep;
3676
3677         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3678         if (unlikely(cachep == NULL))
3679                 return NULL;
3680         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3681 }
3682
3683 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3684 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3685 {
3686         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3687                         __builtin_return_address(0));
3688 }
3689 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3690
3691 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3692                 int node, void *caller)
3693 {
3694         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3695 }
3696 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3697 #else
3698 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3699 {
3700         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3701 }
3702 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3703 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3704 #endif /* CONFIG_NUMA */
3705
3706 /**
3707  * __do_kmalloc - allocate memory
3708  * @size: how many bytes of memory are required.
3709  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3710  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3711  */
3712 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3713                                           void *caller)
3714 {
3715         struct kmem_cache *cachep;
3716
3717         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3718          * __ with kmem_.
3719          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3720          * functions.
3721          */
3722         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3723         if (unlikely(cachep == NULL))
3724                 return NULL;
3725         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3726 }
3727
3728
3729 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3730 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3731 {
3732         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3735
3736 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3737 {
3738         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3739 }
3740 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3741
3742 #else
3743 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3744 {
3745         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3748 #endif
3749
3750 /**
3751  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3752  *
3753  * @p: object to reallocate memory for.
3754  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3755  * @flags: the type of memory to allocate.
3756  *
3757  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3758  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3759  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3760  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3761  */
3762 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3763 {
3764         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3765         void *ret;
3766
3767         if (unlikely(!p))
3768                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3769
3770         if (unlikely(!new_size)) {
3771                 kfree(p);
3772                 return NULL;
3773         }
3774
3775         cache = virt_to_cache(p);
3776         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3777
3778         /*
3779          * If new size fits in the current cache, bail out.
3780          */
3781         if (likely(cache == new_cache))
3782                 return (void *)p;
3783
3784         /*
3785          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3786          * because it bloats kernel text.
3787          */
3788         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3789         if (ret) {
3790                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3791                 kfree(p);
3792         }
3793         return ret;
3794 }
3795 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3796
3797 /**
3798  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3799  * @cachep: The cache the allocation was from.
3800  * @objp: The previously allocated object.
3801  *
3802  * Free an object which was previously allocated from this
3803  * cache.
3804  */
3805 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3806 {
3807         unsigned long flags;
3808
3809         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3810
3811         local_irq_save(flags);
3812         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3813         __cache_free(cachep, objp);
3814         local_irq_restore(flags);
3815 }
3816 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3817
3818 /**
3819  * kfree - free previously allocated memory
3820  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3821  *
3822  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3823  *
3824  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3825  * or you will run into trouble.
3826  */
3827 void kfree(const void *objp)
3828 {
3829         struct kmem_cache *c;
3830         unsigned long flags;
3831
3832         if (unlikely(!objp))
3833                 return;
3834         local_irq_save(flags);
3835         kfree_debugcheck(objp);
3836         c = virt_to_cache(objp);
3837         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3838         __cache_free(c, (void *)objp);
3839         local_irq_restore(flags);
3840 }
3841 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3842
3843 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3844 {
3845         return obj_size(cachep);
3846 }
3847 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3848
3849 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3850 {
3851         return cachep->name;
3852 }
3853 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3854
3855 /*
3856  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3857  */
3858 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3859 {
3860         int node;
3861         struct kmem_list3 *l3;
3862         struct array_cache *new_shared;
3863         struct array_cache **new_alien = NULL;
3864
3865         for_each_online_node(node) {
3866
3867                 if (use_alien_caches) {
3868                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3869                         if (!new_alien)
3870                                 goto fail;
3871                 }
3872
3873                 new_shared = alloc_arraycache(node,
3874                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3875                                         0xbaadf00d);
3876                 if (!new_shared) {
3877                         free_alien_cache(new_alien);
3878                         goto fail;
3879                 }
3880
3881                 l3 = cachep->nodelists[node];
3882                 if (l3) {
3883                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3884
3885                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3886
3887                         if (shared)
3888                                 free_block(cachep, shared->entry,
3889                                                 shared->avail, node);
3890
3891                         l3->shared = new_shared;
3892                         if (!l3->alien) {
3893                                 l3->alien = new_alien;
3894                                 new_alien = NULL;
3895                         }
3896                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3897                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3898                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3899                         kfree(shared);
3900                         free_alien_cache(new_alien);
3901                         continue;
3902                 }
3903                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3904                 if (!l3) {
3905                         free_alien_cache(new_alien);
3906                         kfree(new_shared);
3907                         goto fail;
3908                 }
3909
3910                 kmem_list3_init(l3);
3911                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3912                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3913                 l3->shared = new_shared;
3914                 l3->alien = new_alien;
3915                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3916                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3917                 cachep->nodelists[node] = l3;
3918         }
3919         return 0;
3920
3921 fail:
3922         if (!cachep->next.next) {
3923                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3924                 node--;
3925                 while (node >= 0) {
3926                         if (cachep->nodelists[node]) {
3927                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3928
3929                                 kfree(l3->shared);
3930                                 free_alien_cache(l3->alien);
3931                                 kfree(l3);
3932                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3933                         }
3934                         node--;
3935                 }
3936         }
3937         return -ENOMEM;
3938 }
3939
3940 struct ccupdate_struct {
3941         struct kmem_cache *cachep;
3942         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3943 };
3944
3945 static void do_ccupdate_local(void *info)
3946 {
3947         struct ccupdate_struct *new = info;
3948         struct array_cache *old;
3949
3950         check_irq_off();
3951         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3952
3953         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3954         new->new[smp_processor_id()] = old;
3955 }
3956
3957 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3958 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3959                                 int batchcount, int shared)
3960 {
3961         struct ccupdate_struct *new;
3962         int i;
3963
3964         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3965         if (!new)
3966                 return -ENOMEM;
3967
3968         for_each_online_cpu(i) {
3969                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3970                                                 batchcount);
3971                 if (!new->new[i]) {
3972                         for (i--; i >= 0; i--)
3973                                 kfree(new->new[i]);
3974                         kfree(new);
3975                         return -ENOMEM;
3976                 }
3977         }
3978         new->cachep = cachep;
3979
3980         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3981
3982         check_irq_on();
3983         cachep->batchcount = batchcount;
3984         cachep->limit = limit;
3985         cachep->shared = shared;
3986
3987         for_each_online_cpu(i) {
3988                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3989                 if (!ccold)
3990                         continue;
3991                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3992                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3993                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3994                 kfree(ccold);
3995         }
3996         kfree(new);
3997         return alloc_kmemlist(cachep);
3998 }
3999
4000 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4001 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
4002 {
4003         int err;
4004         int limit, shared;
4005
4006         /*
4007          * The head array serves three purposes:
4008          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4009          * - reduce the number of spinlock operations.
4010          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4011          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4012          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4013          * Bonwick.
4014          */
4015         if (cachep->buffer_size > 131072)
4016                 limit = 1;
4017         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4018                 limit = 8;
4019         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4020                 limit = 24;
4021         else if (cachep->buffer_size > 256)
4022                 limit = 54;
4023         else
4024                 limit = 120;
4025
4026         /*
4027          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4028          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4029          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4030          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4031          * replaces Bonwick's magazine layer.
4032          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4033          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4034          */
4035         shared = 0;
4036         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4037                 shared = 8;
4038
4039 #if DEBUG
4040         /*
4041          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4042          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4043          */
4044         if (limit > 32)
4045                 limit = 32;
4046 #endif
4047         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4048         if (err)
4049                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4050                        cachep->name, -err);
4051         return err;
4052 }
4053
4054 /*
4055  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4056  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4057  * if drain_array() is used on the shared array.
4058  */
4059 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4060                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4061 {
4062         int tofree;
4063
4064         if (!ac || !ac->avail)
4065                 return;
4066         if (ac->touched && !force) {
4067                 ac->touched = 0;
4068         } else {
4069                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4070                 if (ac->avail) {
4071                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4072                         if (tofree > ac->avail)
4073                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4074                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4075                         ac->avail -= tofree;
4076                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4077                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4078                 }
4079                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4080         }
4081 }
4082
4083 /**
4084  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4085  * @w: work descriptor
4086  *
4087  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4088  * Purpose:
4089  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4090  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4091  *
4092  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4093  * again on the next iteration.
4094  */
4095 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4096 {
4097         struct kmem_cache *searchp;
4098         struct kmem_list3 *l3;
4099         int node = numa_node_id();
4100         struct delayed_work *work =
4101                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4102
4103         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4104                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4105                 goto out;
4106
4107         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4108                 check_irq_on();
4109
4110                 /*
4111                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4112                  * have established with reasonable certainty that
4113                  * we can do some work if the lock was obtained.
4114                  */
4115                 l3 = searchp->nodelists[node];
4116
4117                 reap_alien(searchp, l3);
4118
4119                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4120
4121                 /*
4122                  * These are racy checks but it does not matter
4123                  * if we skip one check or scan twice.
4124                  */
4125                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4126                         goto next;
4127
4128                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4129
4130                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4131
4132                 if (l3->free_touched)
4133                         l3->free_touched = 0;
4134                 else {
4135                         int freed;
4136
4137                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4138                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4139                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4140                 }
4141 next:
4142                 cond_resched();
4143         }
4144         check_irq_on();
4145         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4146         next_reap_node();
4147         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4148 out:
4149         /* Set up the next iteration */
4150         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4151 }
4152
4153 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4154
4155 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4156 {
4157         /*
4158          * Output format version, so at least we can change it
4159          * without _too_ many complaints.
4160          */
4161 #if STATS
4162         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4163 #else
4164         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4165 #endif
4166         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4167                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4168         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4169         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4170 #if STATS
4171         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4172                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4173         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4174 #endif
4175         seq_putc(m, '\n');
4176 }
4177
4178 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4179 {
4180         loff_t n = *pos;
4181         struct list_head *p;
4182
4183         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4184         if (!n)
4185                 print_slabinfo_header(m);
4186         p = cache_chain.next;
4187         while (n--) {
4188                 p = p->next;
4189                 if (p == &cache_chain)
4190                         return NULL;
4191         }
4192         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4193 }
4194
4195 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4196 {
4197         struct kmem_cache *cachep = p;
4198         ++*pos;
4199         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4200                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4201 }
4202
4203 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4204 {
4205         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4206 }
4207
4208 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4209 {
4210         struct kmem_cache *cachep = p;
4211         struct slab *slabp;
4212         unsigned long active_objs;
4213         unsigned long num_objs;
4214         unsigned long active_slabs = 0;
4215         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4216         const char *name;
4217         char *error = NULL;
4218         int node;
4219         struct kmem_list3 *l3;
4220
4221         active_objs = 0;
4222         num_slabs = 0;
4223         for_each_online_node(node) {
4224                 l3 = cachep->nodelists[node];
4225                 if (!l3)
4226                         continue;
4227
4228                 check_irq_on();
4229                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4230
4231                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4232                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4233                                 error = "slabs_full accounting error";
4234                         active_objs += cachep->num;
4235                         active_slabs++;
4236                 }
4237                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4238                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4239                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4240                         if (!slabp->inuse && !error)
4241                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4242                         active_objs += slabp->inuse;
4243                         active_slabs++;
4244                 }
4245                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4246                         if (slabp->inuse && !error)
4247                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4248                         num_slabs++;
4249                 }
4250                 free_objects += l3->free_objects;
4251                 if (l3->shared)
4252                         shared_avail += l3->shared->avail;
4253
4254                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4255         }
4256         num_slabs += active_slabs;
4257         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4258         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4259                 error = "free_objects accounting error";
4260
4261         name = cachep->name;
4262         if (error)
4263                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4264
4265         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4266                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4267                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4268         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4269                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4270         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4271                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4272 #if STATS
4273         {                       /* list3 stats */
4274                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4275                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4276                 unsigned long grown = cachep->grown;
4277                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4278                 unsigned long errors = cachep->errors;
4279                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4280                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4281                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4282                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4283
4284                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4285                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4286                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4287                                 node_frees, overflows);
4288         }
4289         /* cpu stats */
4290         {
4291                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4292                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4293                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4294                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4295
4296                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4297                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4298         }
4299 #endif
4300         seq_putc(m, '\n');
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 /*
4305  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4306  *
4307  * Output layout:
4308  * cache-name
4309  * num-active-objs
4310  * total-objs
4311  * object size
4312  * num-active-slabs
4313  * total-slabs
4314  * num-pages-per-slab
4315  * + further values on SMP and with statistics enabled
4316  */
4317
4318 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4319         .start = s_start,
4320         .next = s_next,
4321         .stop = s_stop,
4322         .show = s_show,
4323 };
4324
4325 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4326 /**
4327  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4328  * @file: unused
4329  * @buffer: user buffer
4330  * @count: data length
4331  * @ppos: unused
4332  */
4333 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4334                        size_t count, loff_t *ppos)
4335 {
4336         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4337         int limit, batchcount, shared, res;
4338         struct kmem_cache *cachep;
4339
4340         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4341                 return -EINVAL;
4342         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4343                 return -EFAULT;
4344         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4345
4346         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4347         if (!tmp)
4348                 return -EINVAL;
4349         *tmp = '\0';
4350         tmp++;
4351         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4352                 return -EINVAL;
4353
4354         /* Find the cache in the chain of caches. */
4355         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4356         res = -EINVAL;
4357         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4358                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4359                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4360                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4361                                 res = 0;
4362                         } else {
4363                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4364                                                        batchcount, shared);
4365                         }
4366                         break;
4367                 }
4368         }
4369         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4370         if (res >= 0)
4371                 res = count;
4372         return res;
4373 }
4374
4375 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4376
4377 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4378 {
4379         loff_t n = *pos;
4380         struct list_head *p;
4381
4382         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4383         p = cache_chain.next;
4384         while (n--) {
4385                 p = p->next;
4386                 if (p == &cache_chain)
4387                         return NULL;
4388         }
4389         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4390 }
4391
4392 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4393 {
4394         unsigned long *p;
4395         int l;
4396         if (!v)
4397                 return 1;
4398         l = n[1];
4399         p = n + 2;
4400         while (l) {
4401                 int i = l/2;
4402                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4403                 if (*q == v) {
4404                         q[1]++;
4405                         return 1;
4406                 }
4407                 if (*q > v) {
4408                         l = i;
4409                 } else {
4410                         p = q + 2;
4411                         l -= i + 1;
4412                 }
4413         }
4414         if (++n[1] == n[0])
4415                 return 0;
4416         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4417         p[0] = v;
4418         p[1] = 1;
4419         return 1;
4420 }
4421
4422 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4423 {
4424         void *p;
4425         int i;
4426         if (n[0] == n[1])
4427                 return;
4428         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4429                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4430                         continue;
4431                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4432                         return;
4433         }
4434 }
4435
4436 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4437 {
4438 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4439         char *modname;
4440         const char *name;
4441         unsigned long offset, size;
4442         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4443
4444         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4445
4446         if (name) {
4447                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4448                 if (modname)
4449                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4450                 return;
4451         }
4452 #endif
4453         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4454 }
4455
4456 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4457 {
4458         struct kmem_cache *cachep = p;
4459         struct slab *slabp;
4460         struct kmem_list3 *l3;
4461         const char *name;
4462         unsigned long *n = m->private;
4463         int node;
4464         int i;
4465
4466         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4467                 return 0;
4468         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4469                 return 0;
4470
4471         /* OK, we can do it */
4472
4473         n[1] = 0;
4474
4475         for_each_online_node(node) {
4476                 l3 = cachep->nodelists[node];
4477                 if (!l3)
4478                         continue;
4479
4480                 check_irq_on();
4481                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4482
4483                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4484                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4485                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4486                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4487                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4488         }
4489         name = cachep->name;
4490         if (n[0] == n[1]) {
4491                 /* Increase the buffer size */
4492                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4493                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4494                 if (!m->private) {
4495                         /* Too bad, we are really out */
4496                         m->private = n;
4497                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4498                         return -ENOMEM;
4499                 }
4500                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4501                 kfree(n);
4502                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4503                 /* Now make sure this entry will be retried */
4504                 m->count = m->size;
4505                 return 0;
4506         }
4507         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4508                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4509                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4510                 seq_putc(m, '\n');
4511         }
4512
4513         return 0;
4514 }
4515
4516 const struct seq_operations slabstats_op = {
4517         .start = leaks_start,
4518         .next = s_next,
4519         .stop = s_stop,
4520         .show = leaks_show,
4521 };
4522 #endif
4523 #endif
4524
4525 /**
4526  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4527  * @objp: Pointer to the object
4528  *
4529  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4530  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4531  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4532  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4533  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4534  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4535  * must not be freed during the duration of the call.
4536  */
4537 size_t ksize(const void *objp)
4538 {
4539         if (unlikely(objp == NULL))
4540                 return 0;
4541
4542         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4543 }