Slab API: remove useless ctor parameter and reorder parameters
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
141
142 #ifndef cache_line_size
143 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
144 #endif
145
146 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
147 /*
148  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
149  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
150  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
151  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
152  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
153  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
154  * Note that increasing this value may disable some debug features.
155  */
156 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
157 #endif
158
159 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
160 /*
161  * Enforce a minimum alignment for all caches.
162  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
163  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
164  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
165  * some debug features.
166  */
167 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
168 #endif
169
170 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
171 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
172 #endif
173
174 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
175 #if DEBUG
176 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
177                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | \
179                          SLAB_STORE_USER | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
182 #else
183 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_CACHE_DMA | \
185                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
186                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
187 #endif
188
189 /*
190  * kmem_bufctl_t:
191  *
192  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
193  * linked offsets.
194  *
195  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
196  * slab an object belongs to.
197  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
198  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
199  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
200  * that does not use off-slab slabs.
201  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
202  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
203  * to have too many per slab.
204  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
205  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
206  */
207
208 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
209 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
210 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
211 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
212 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         struct list_head list;
223         unsigned long colouroff;
224         void *s_mem;            /* including colour offset */
225         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
226         kmem_bufctl_t free;
227         unsigned short nodeid;
228 };
229
230 /*
231  * struct slab_rcu
232  *
233  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
234  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
235  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
236  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
237  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
238  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
239  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
240  *
241  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
242  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
243  *
244  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
245  */
246 struct slab_rcu {
247         struct rcu_head head;
248         struct kmem_cache *cachep;
249         void *addr;
250 };
251
252 /*
253  * struct array_cache
254  *
255  * Purpose:
256  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
257  * - reduce the number of linked list operations
258  * - reduce spinlock operations
259  *
260  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
261  * footprint.
262  *
263  */
264 struct array_cache {
265         unsigned int avail;
266         unsigned int limit;
267         unsigned int batchcount;
268         unsigned int touched;
269         spinlock_t lock;
270         void *entry[0]; /*
271                          * Must have this definition in here for the proper
272                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
273                          * the entries.
274                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
275                          */
276 };
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_list3 {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
309 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC 1
312 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 /*
322  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
323  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
324  */
325 static __always_inline int index_of(const size_t size)
326 {
327         extern void __bad_size(void);
328
329         if (__builtin_constant_p(size)) {
330                 int i = 0;
331
332 #define CACHE(x) \
333         if (size <=x) \
334                 return i; \
335         else \
336                 i++;
337 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
338 #undef CACHE
339                 __bad_size();
340         } else
341                 __bad_size();
342         return 0;
343 }
344
345 static int slab_early_init = 1;
346
347 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
348 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
349
350 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
351 {
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
355         parent->shared = NULL;
356         parent->alien = NULL;
357         parent->colour_next = 0;
358         spin_lock_init(&parent->list_lock);
359         parent->free_objects = 0;
360         parent->free_touched = 0;
361 }
362
363 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
364         do {                                                            \
365                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
366                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
367         } while (0)
368
369 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
370         do {                                                            \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
374         } while (0)
375
376 /*
377  * struct kmem_cache
378  *
379  * manages a cache.
380  */
381
382 struct kmem_cache {
383 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
384         struct array_cache *array[NR_CPUS];
385 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
386         unsigned int batchcount;
387         unsigned int limit;
388         unsigned int shared;
389
390         unsigned int buffer_size;
391         u32 reciprocal_buffer_size;
392 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
393
394         unsigned int flags;             /* constant flags */
395         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
396
397 /* 4) cache_grow/shrink */
398         /* order of pgs per slab (2^n) */
399         unsigned int gfporder;
400
401         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
402         gfp_t gfpflags;
403
404         size_t colour;                  /* cache colouring range */
405         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
406         struct kmem_cache *slabp_cache;
407         unsigned int slab_size;
408         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
409
410         /* constructor func */
411         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444         /*
445          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
446          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
447          * (see kmem_cache_init())
448          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
449          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
450          */
451         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
452         /*
453          * Do not add fields after nodelists[]
454          */
455 };
456
457 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
458 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
459
460 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
461 /*
462  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
463  * cpucache drain/refill cycles.
464  *
465  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
466  * which could lock up otherwise freeable slabs.
467  */
468 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
469 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
470
471 #if STATS
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
476 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
477 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
478         do {                                                            \
479                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
480                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
481         } while (0)
482 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
483 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
484 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
485 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
486 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
487         do {                                                            \
488                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
489                         (x)->max_freeable = i;                          \
490         } while (0)
491 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
492 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
493 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
494 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
495 #else
496 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
500 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
501 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
502 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
506 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
511 #endif
512
513 #if DEBUG
514
515 /*
516  * memory layout of objects:
517  * 0            : objp
518  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
519  *              the end of an object is aligned with the end of the real
520  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
521  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
522  *              redzone word.
523  * cachep->obj_offset: The real object.
524  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
525  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
526  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
527  */
528 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         return cachep->obj_offset;
531 }
532
533 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
534 {
535         return cachep->obj_size;
536 }
537
538 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
541         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
542                                       sizeof(unsigned long long));
543 }
544
545 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
549                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
550                                               sizeof(unsigned long long) -
551                                               REDZONE_ALIGN);
552         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
553                                        sizeof(unsigned long long));
554 }
555
556 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
557 {
558         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
559         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
560 }
561
562 #else
563
564 #define obj_offset(x)                   0
565 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
566 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
568 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
569
570 #endif
571
572 /*
573  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
574  */
575 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
576 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
577 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
578
579 /*
580  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
581  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
582  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
583  */
584 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
585 {
586         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
587 }
588
589 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
590 {
591         page = compound_head(page);
592         BUG_ON(!PageSlab(page));
593         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
594 }
595
596 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
597 {
598         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
599 }
600
601 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
602 {
603         BUG_ON(!PageSlab(page));
604         return (struct slab *)page->lru.prev;
605 }
606
607 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
608 {
609         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
610         return page_get_cache(page);
611 }
612
613 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
614 {
615         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
616         return page_get_slab(page);
617 }
618
619 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
620                                  unsigned int idx)
621 {
622         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
623 }
624
625 /*
626  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
627  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
628  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
629  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
630  */
631 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
632                                         const struct slab *slab, void *obj)
633 {
634         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
635         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
636 }
637
638 /*
639  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
640  */
641 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
642 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
643 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
644         CACHE(ULONG_MAX)
645 #undef CACHE
646 };
647 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
648
649 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
650 struct cache_names {
651         char *name;
652         char *name_dma;
653 };
654
655 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
656 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
657 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
658         {NULL,}
659 #undef CACHE
660 };
661
662 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
663     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
664 static struct arraycache_init initarray_generic =
665     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
666
667 /* internal cache of cache description objs */
668 static struct kmem_cache cache_cache = {
669         .batchcount = 1,
670         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
671         .shared = 1,
672         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
673         .name = "kmem_cache",
674 };
675
676 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
677
678 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
679
680 /*
681  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
682  * for other slabs "off slab".
683  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
684  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
685  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
686  *
687  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
688  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
689  * then comes back up during hotplug
690  */
691 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
692 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
693
694 static inline void init_lock_keys(void)
695
696 {
697         int q;
698         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
699
700         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
701                 for_each_node(q) {
702                         struct array_cache **alc;
703                         int r;
704                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
705                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
706                                 continue;
707                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
708                         alc = l3->alien;
709                         /*
710                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
711                          * should go away when common slab code is taught to
712                          * work even without alien caches.
713                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
714                          * for alloc_alien_cache,
715                          */
716                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
717                                 continue;
718                         for_each_node(r) {
719                                 if (alc[r])
720                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
721                                              &on_slab_alc_key);
722                         }
723                 }
724                 s++;
725         }
726 }
727 #else
728 static inline void init_lock_keys(void)
729 {
730 }
731 #endif
732
733 /*
734  * 1. Guard access to the cache-chain.
735  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
736  */
737 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
738 static struct list_head cache_chain;
739
740 /*
741  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
742  * until the general caches are up.
743  */
744 static enum {
745         NONE,
746         PARTIAL_AC,
747         PARTIAL_L3,
748         FULL
749 } g_cpucache_up;
750
751 /*
752  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
753  */
754 int slab_is_available(void)
755 {
756         return g_cpucache_up == FULL;
757 }
758
759 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
760
761 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
762 {
763         return cachep->array[smp_processor_id()];
764 }
765
766 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
767                                                         gfp_t gfpflags)
768 {
769         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
770
771 #if DEBUG
772         /* This happens if someone tries to call
773          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
774          * the generic caches are initialized.
775          */
776         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
777 #endif
778         if (!size)
779                 return ZERO_SIZE_PTR;
780
781         while (size > csizep->cs_size)
782                 csizep++;
783
784         /*
785          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
786          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
787          * for large kmalloc calls required.
788          */
789 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
790         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
791                 return csizep->cs_dmacachep;
792 #endif
793         return csizep->cs_cachep;
794 }
795
796 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
797 {
798         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
799 }
800
801 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
802 {
803         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
804 }
805
806 /*
807  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
808  */
809 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
810                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
811                            unsigned int *num)
812 {
813         int nr_objs;
814         size_t mgmt_size;
815         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
816
817         /*
818          * The slab management structure can be either off the slab or
819          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
820          * slab is used for:
821          *
822          * - The struct slab
823          * - One kmem_bufctl_t for each object
824          * - Padding to respect alignment of @align
825          * - @buffer_size bytes for each object
826          *
827          * If the slab management structure is off the slab, then the
828          * alignment will already be calculated into the size. Because
829          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
830          * correct alignment when allocated.
831          */
832         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
833                 mgmt_size = 0;
834                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
835
836                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
837                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
838         } else {
839                 /*
840                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
841                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
842                  * least @align. In the worst case, this result will
843                  * be one greater than the number of objects that fit
844                  * into the memory allocation when taking the padding
845                  * into account.
846                  */
847                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
848                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
849
850                 /*
851                  * This calculated number will be either the right
852                  * amount, or one greater than what we want.
853                  */
854                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
855                        > slab_size)
856                         nr_objs--;
857
858                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
859                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
860
861                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
862         }
863         *num = nr_objs;
864         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
865 }
866
867 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
868
869 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
870                         char *msg)
871 {
872         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
873                function, cachep->name, msg);
874         dump_stack();
875 }
876
877 /*
878  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
879  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
880  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
881  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
882  * line
883   */
884
885 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
886 static int numa_platform __read_mostly = 1;
887 static int __init noaliencache_setup(char *s)
888 {
889         use_alien_caches = 0;
890         return 1;
891 }
892 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
893
894 #ifdef CONFIG_NUMA
895 /*
896  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
897  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
898  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
899  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
900  */
901 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
902
903 static void init_reap_node(int cpu)
904 {
905         int node;
906
907         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
908         if (node == MAX_NUMNODES)
909                 node = first_node(node_online_map);
910
911         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
912 }
913
914 static void next_reap_node(void)
915 {
916         int node = __get_cpu_var(reap_node);
917
918         node = next_node(node, node_online_map);
919         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
920                 node = first_node(node_online_map);
921         __get_cpu_var(reap_node) = node;
922 }
923
924 #else
925 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
926 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
927 #endif
928
929 /*
930  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
931  * via the workqueue/eventd.
932  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
933  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
934  * lock.
935  */
936 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
937 {
938         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
939
940         /*
941          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
942          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
943          * at that time.
944          */
945         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
946                 init_reap_node(cpu);
947                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
948                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
949                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
950         }
951 }
952
953 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
954                                             int batchcount)
955 {
956         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
957         struct array_cache *nc = NULL;
958
959         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
960         if (nc) {
961                 nc->avail = 0;
962                 nc->limit = entries;
963                 nc->batchcount = batchcount;
964                 nc->touched = 0;
965                 spin_lock_init(&nc->lock);
966         }
967         return nc;
968 }
969
970 /*
971  * Transfer objects in one arraycache to another.
972  * Locking must be handled by the caller.
973  *
974  * Return the number of entries transferred.
975  */
976 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
977                 struct array_cache *from, unsigned int max)
978 {
979         /* Figure out how many entries to transfer */
980         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
981
982         if (!nr)
983                 return 0;
984
985         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
986                         sizeof(void *) *nr);
987
988         from->avail -= nr;
989         to->avail += nr;
990         to->touched = 1;
991         return nr;
992 }
993
994 #ifndef CONFIG_NUMA
995
996 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
997 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
998
999 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1000 {
1001         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1002 }
1003
1004 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1005 {
1006 }
1007
1008 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1009 {
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1014                 gfp_t flags)
1015 {
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1020                  gfp_t flags, int nodeid)
1021 {
1022         return NULL;
1023 }
1024
1025 #else   /* CONFIG_NUMA */
1026
1027 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1028 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1029
1030 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1031 {
1032         struct array_cache **ac_ptr;
1033         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1034         int i;
1035
1036         if (limit > 1)
1037                 limit = 12;
1038         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1039         if (ac_ptr) {
1040                 for_each_node(i) {
1041                         if (i == node || !node_online(i)) {
1042                                 ac_ptr[i] = NULL;
1043                                 continue;
1044                         }
1045                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1046                         if (!ac_ptr[i]) {
1047                                 for (i--; i <= 0; i--)
1048                                         kfree(ac_ptr[i]);
1049                                 kfree(ac_ptr);
1050                                 return NULL;
1051                         }
1052                 }
1053         }
1054         return ac_ptr;
1055 }
1056
1057 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1058 {
1059         int i;
1060
1061         if (!ac_ptr)
1062                 return;
1063         for_each_node(i)
1064             kfree(ac_ptr[i]);
1065         kfree(ac_ptr);
1066 }
1067
1068 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1069                                 struct array_cache *ac, int node)
1070 {
1071         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1072
1073         if (ac->avail) {
1074                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1075                 /*
1076                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1077                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1078                  * into the free lists and getting them back later.
1079                  */
1080                 if (rl3->shared)
1081                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1082
1083                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1084                 ac->avail = 0;
1085                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1086         }
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1091  */
1092 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1093 {
1094         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1095
1096         if (l3->alien) {
1097                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1098
1099                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1100                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1101                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1102                 }
1103         }
1104 }
1105
1106 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1107                                 struct array_cache **alien)
1108 {
1109         int i = 0;
1110         struct array_cache *ac;
1111         unsigned long flags;
1112
1113         for_each_online_node(i) {
1114                 ac = alien[i];
1115                 if (ac) {
1116                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1117                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1118                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1119                 }
1120         }
1121 }
1122
1123 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1124 {
1125         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1126         int nodeid = slabp->nodeid;
1127         struct kmem_list3 *l3;
1128         struct array_cache *alien = NULL;
1129         int node;
1130
1131         node = numa_node_id();
1132
1133         /*
1134          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1135          * cache on this cpu.
1136          */
1137         if (likely(slabp->nodeid == node))
1138                 return 0;
1139
1140         l3 = cachep->nodelists[node];
1141         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1142         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1143                 alien = l3->alien[nodeid];
1144                 spin_lock(&alien->lock);
1145                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1146                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1147                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1148                 }
1149                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1150                 spin_unlock(&alien->lock);
1151         } else {
1152                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1153                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1154                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1155         }
1156         return 1;
1157 }
1158 #endif
1159
1160 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1161                                     unsigned long action, void *hcpu)
1162 {
1163         long cpu = (long)hcpu;
1164         struct kmem_cache *cachep;
1165         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1166         int node = cpu_to_node(cpu);
1167         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1168
1169         switch (action) {
1170         case CPU_LOCK_ACQUIRE:
1171                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1172                 break;
1173         case CPU_UP_PREPARE:
1174         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1175                 /*
1176                  * We need to do this right in the beginning since
1177                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1178                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1179                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1180                  */
1181
1182                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1183                         /*
1184                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1185                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1186                          * node has not already allocated this
1187                          */
1188                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1189                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1190                                 if (!l3)
1191                                         goto bad;
1192                                 kmem_list3_init(l3);
1193                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1194                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1195
1196                                 /*
1197                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1198                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1199                                  * protection here.
1200                                  */
1201                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1202                         }
1203
1204                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1205                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1206                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1207                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1208                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1209                 }
1210
1211                 /*
1212                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1213                  * array caches
1214                  */
1215                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1216                         struct array_cache *nc;
1217                         struct array_cache *shared = NULL;
1218                         struct array_cache **alien = NULL;
1219
1220                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1221                                                 cachep->batchcount);
1222                         if (!nc)
1223                                 goto bad;
1224                         if (cachep->shared) {
1225                                 shared = alloc_arraycache(node,
1226                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1227                                         0xbaadf00d);
1228                                 if (!shared)
1229                                         goto bad;
1230                         }
1231                         if (use_alien_caches) {
1232                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1233                                 if (!alien)
1234                                         goto bad;
1235                         }
1236                         cachep->array[cpu] = nc;
1237                         l3 = cachep->nodelists[node];
1238                         BUG_ON(!l3);
1239
1240                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1241                         if (!l3->shared) {
1242                                 /*
1243                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1244                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1245                                  */
1246                                 l3->shared = shared;
1247                                 shared = NULL;
1248                         }
1249 #ifdef CONFIG_NUMA
1250                         if (!l3->alien) {
1251                                 l3->alien = alien;
1252                                 alien = NULL;
1253                         }
1254 #endif
1255                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1256                         kfree(shared);
1257                         free_alien_cache(alien);
1258                 }
1259                 break;
1260         case CPU_ONLINE:
1261         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1262                 start_cpu_timer(cpu);
1263                 break;
1264 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1265         case CPU_DOWN_PREPARE:
1266         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1267                 /*
1268                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1269                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1270                  * anything expensive but will only modify reap_work
1271                  * and reschedule the timer.
1272                 */
1273                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1274                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1275                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1276                 break;
1277         case CPU_DOWN_FAILED:
1278         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1279                 start_cpu_timer(cpu);
1280                 break;
1281         case CPU_DEAD:
1282         case CPU_DEAD_FROZEN:
1283                 /*
1284                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1285                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1286                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1287                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1288                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1289                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1290                  */
1291                 /* fall thru */
1292 #endif
1293         case CPU_UP_CANCELED:
1294         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1295                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1296                         struct array_cache *nc;
1297                         struct array_cache *shared;
1298                         struct array_cache **alien;
1299                         cpumask_t mask;
1300
1301                         mask = node_to_cpumask(node);
1302                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1303                         nc = cachep->array[cpu];
1304                         cachep->array[cpu] = NULL;
1305                         l3 = cachep->nodelists[node];
1306
1307                         if (!l3)
1308                                 goto free_array_cache;
1309
1310                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1311
1312                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1313                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1314                         if (nc)
1315                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1316
1317                         if (!cpus_empty(mask)) {
1318                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1319                                 goto free_array_cache;
1320                         }
1321
1322                         shared = l3->shared;
1323                         if (shared) {
1324                                 free_block(cachep, shared->entry,
1325                                            shared->avail, node);
1326                                 l3->shared = NULL;
1327                         }
1328
1329                         alien = l3->alien;
1330                         l3->alien = NULL;
1331
1332                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1333
1334                         kfree(shared);
1335                         if (alien) {
1336                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1337                                 free_alien_cache(alien);
1338                         }
1339 free_array_cache:
1340                         kfree(nc);
1341                 }
1342                 /*
1343                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1344                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1345                  * shrink each nodelist to its limit.
1346                  */
1347                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1348                         l3 = cachep->nodelists[node];
1349                         if (!l3)
1350                                 continue;
1351                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1352                 }
1353                 break;
1354         case CPU_LOCK_RELEASE:
1355                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1356                 break;
1357         }
1358         return NOTIFY_OK;
1359 bad:
1360         return NOTIFY_BAD;
1361 }
1362
1363 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1364         &cpuup_callback, NULL, 0
1365 };
1366
1367 /*
1368  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1369  */
1370 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1371                         int nodeid)
1372 {
1373         struct kmem_list3 *ptr;
1374
1375         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1376         BUG_ON(!ptr);
1377
1378         local_irq_disable();
1379         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1380         /*
1381          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1382          */
1383         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1384
1385         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1386         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1387         local_irq_enable();
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1392  * before smp_init().
1393  */
1394 void __init kmem_cache_init(void)
1395 {
1396         size_t left_over;
1397         struct cache_sizes *sizes;
1398         struct cache_names *names;
1399         int i;
1400         int order;
1401         int node;
1402
1403         if (num_possible_nodes() == 1) {
1404                 use_alien_caches = 0;
1405                 numa_platform = 0;
1406         }
1407
1408         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1409                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1410                 if (i < MAX_NUMNODES)
1411                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1412         }
1413
1414         /*
1415          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1416          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1417          */
1418         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1419                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1420
1421         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1422          * from caches that do not exist yet:
1423          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1424          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1425          *    cache_cache is statically allocated.
1426          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1427          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1428          *    array at the end of the bootstrap.
1429          * 2) Create the first kmalloc cache.
1430          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1431          *    An __init data area is used for the head array.
1432          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1433          *    head arrays.
1434          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1435          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1436          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1437          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1438          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1439          */
1440
1441         node = numa_node_id();
1442
1443         /* 1) create the cache_cache */
1444         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1445         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1446         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1447         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1448         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1449
1450         /*
1451          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1452          * can be less than MAX_NUMNODES.
1453          */
1454         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1455                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1456 #if DEBUG
1457         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1458 #endif
1459         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1460                                         cache_line_size());
1461         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1462                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1463
1464         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1465                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1466                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1467                 if (cache_cache.num)
1468                         break;
1469         }
1470         BUG_ON(!cache_cache.num);
1471         cache_cache.gfporder = order;
1472         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1473         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1474                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1475
1476         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1477         sizes = malloc_sizes;
1478         names = cache_names;
1479
1480         /*
1481          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1482          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1483          * bug.
1484          */
1485
1486         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1487                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1488                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1489                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1490                                         NULL);
1491
1492         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1493                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1494                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1495                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1496                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1497                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1498                                 NULL);
1499         }
1500
1501         slab_early_init = 0;
1502
1503         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1504                 /*
1505                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1506                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1507                  * eliminates "false sharing".
1508                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1509                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1510                  */
1511                 if (!sizes->cs_cachep) {
1512                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1513                                         sizes->cs_size,
1514                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1515                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1516                                         NULL);
1517                 }
1518 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1519                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1520                                         names->name_dma,
1521                                         sizes->cs_size,
1522                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1523                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1524                                                 SLAB_PANIC,
1525                                         NULL);
1526 #endif
1527                 sizes++;
1528                 names++;
1529         }
1530         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1531         {
1532                 struct array_cache *ptr;
1533
1534                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1535
1536                 local_irq_disable();
1537                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1538                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1539                        sizeof(struct arraycache_init));
1540                 /*
1541                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1542                  */
1543                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1544
1545                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1546                 local_irq_enable();
1547
1548                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1549
1550                 local_irq_disable();
1551                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1552                        != &initarray_generic.cache);
1553                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1554                        sizeof(struct arraycache_init));
1555                 /*
1556                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1557                  */
1558                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1559
1560                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1561                     ptr;
1562                 local_irq_enable();
1563         }
1564         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1565         {
1566                 int nid;
1567
1568                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1569                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1570
1571                 for_each_node_state(nid, N_NORMAL_MEMORY) {
1572                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1573                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1574
1575                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1576                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1577                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1578                         }
1579                 }
1580         }
1581
1582         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1583         {
1584                 struct kmem_cache *cachep;
1585                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1586                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1587                         if (enable_cpucache(cachep))
1588                                 BUG();
1589                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1590         }
1591
1592         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1593         init_lock_keys();
1594
1595
1596         /* Done! */
1597         g_cpucache_up = FULL;
1598
1599         /*
1600          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1601          * cpu_cache_get for all new cpus
1602          */
1603         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1604
1605         /*
1606          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1607          * of the kernel is not yet operational.
1608          */
1609 }
1610
1611 static int __init cpucache_init(void)
1612 {
1613         int cpu;
1614
1615         /*
1616          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1617          */
1618         for_each_online_cpu(cpu)
1619                 start_cpu_timer(cpu);
1620         return 0;
1621 }
1622 __initcall(cpucache_init);
1623
1624 /*
1625  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1626  *
1627  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1628  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1629  * would be relatively rare and ignorable.
1630  */
1631 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1632 {
1633         struct page *page;
1634         int nr_pages;
1635         int i;
1636
1637 #ifndef CONFIG_MMU
1638         /*
1639          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1640          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1641          */
1642         flags |= __GFP_COMP;
1643 #endif
1644
1645         flags |= cachep->gfpflags;
1646         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1647                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1648
1649         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1650         if (!page)
1651                 return NULL;
1652
1653         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1654         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1655                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1656                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1657         else
1658                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1659                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1660         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1661                 __SetPageSlab(page + i);
1662         return page_address(page);
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Interface to system's page release.
1667  */
1668 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1669 {
1670         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1671         struct page *page = virt_to_page(addr);
1672         const unsigned long nr_freed = i;
1673
1674         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1675                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1676                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1677         else
1678                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1679                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1680         while (i--) {
1681                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1682                 __ClearPageSlab(page);
1683                 page++;
1684         }
1685         if (current->reclaim_state)
1686                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1687         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1688 }
1689
1690 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1691 {
1692         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1693         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1694
1695         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1696         if (OFF_SLAB(cachep))
1697                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1698 }
1699
1700 #if DEBUG
1701
1702 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1703 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1704                             unsigned long caller)
1705 {
1706         int size = obj_size(cachep);
1707
1708         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1709
1710         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1711                 return;
1712
1713         *addr++ = 0x12345678;
1714         *addr++ = caller;
1715         *addr++ = smp_processor_id();
1716         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1717         {
1718                 unsigned long *sptr = &caller;
1719                 unsigned long svalue;
1720
1721                 while (!kstack_end(sptr)) {
1722                         svalue = *sptr++;
1723                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1724                                 *addr++ = svalue;
1725                                 size -= sizeof(unsigned long);
1726                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1727                                         break;
1728                         }
1729                 }
1730
1731         }
1732         *addr++ = 0x87654321;
1733 }
1734 #endif
1735
1736 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1737 {
1738         int size = obj_size(cachep);
1739         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1740
1741         memset(addr, val, size);
1742         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1743 }
1744
1745 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1746 {
1747         int i;
1748         unsigned char error = 0;
1749         int bad_count = 0;
1750
1751         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1752         for (i = 0; i < limit; i++) {
1753                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1754                         error = data[offset + i];
1755                         bad_count++;
1756                 }
1757                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1758         }
1759         printk("\n");
1760
1761         if (bad_count == 1) {
1762                 error ^= POISON_FREE;
1763                 if (!(error & (error - 1))) {
1764                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1765                                         "bad RAM.\n");
1766 #ifdef CONFIG_X86
1767                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1768                                         "test tool.\n");
1769 #else
1770                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1771 #endif
1772                 }
1773         }
1774 }
1775 #endif
1776
1777 #if DEBUG
1778
1779 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1780 {
1781         int i, size;
1782         char *realobj;
1783
1784         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1785                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1786                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1787                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1788         }
1789
1790         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1791                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1792                         *dbg_userword(cachep, objp));
1793                 print_symbol("(%s)",
1794                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1795                 printk("\n");
1796         }
1797         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1798         size = obj_size(cachep);
1799         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1800                 int limit;
1801                 limit = 16;
1802                 if (i + limit > size)
1803                         limit = size - i;
1804                 dump_line(realobj, i, limit);
1805         }
1806 }
1807
1808 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1809 {
1810         char *realobj;
1811         int size, i;
1812         int lines = 0;
1813
1814         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1815         size = obj_size(cachep);
1816
1817         for (i = 0; i < size; i++) {
1818                 char exp = POISON_FREE;
1819                 if (i == size - 1)
1820                         exp = POISON_END;
1821                 if (realobj[i] != exp) {
1822                         int limit;
1823                         /* Mismatch ! */
1824                         /* Print header */
1825                         if (lines == 0) {
1826                                 printk(KERN_ERR
1827                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1828                                         cachep->name, realobj, size);
1829                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1830                         }
1831                         /* Hexdump the affected line */
1832                         i = (i / 16) * 16;
1833                         limit = 16;
1834                         if (i + limit > size)
1835                                 limit = size - i;
1836                         dump_line(realobj, i, limit);
1837                         i += 16;
1838                         lines++;
1839                         /* Limit to 5 lines */
1840                         if (lines > 5)
1841                                 break;
1842                 }
1843         }
1844         if (lines != 0) {
1845                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1846                  * exist:
1847                  */
1848                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1849                 unsigned int objnr;
1850
1851                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1852                 if (objnr) {
1853                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1854                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1855                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1856                                realobj, size);
1857                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1858                 }
1859                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1860                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1861                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1862                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1863                                realobj, size);
1864                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1865                 }
1866         }
1867 }
1868 #endif
1869
1870 #if DEBUG
1871 /**
1872  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1873  * @cachep: cache pointer being destroyed
1874  * @slabp: slab pointer being destroyed
1875  *
1876  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1877  * destroyed.
1878  */
1879 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1880 {
1881         int i;
1882         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1883                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1884
1885                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1886 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1887                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1888                                         OFF_SLAB(cachep))
1889                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1890                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1891                         else
1892                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1893 #else
1894                         check_poison_obj(cachep, objp);
1895 #endif
1896                 }
1897                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1898                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1899                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1900                                            "was overwritten");
1901                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1902                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1903                                            "was overwritten");
1904                 }
1905         }
1906 }
1907 #else
1908 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1909 {
1910 }
1911 #endif
1912
1913 /**
1914  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1915  * @cachep: cache pointer being destroyed
1916  * @slabp: slab pointer being destroyed
1917  *
1918  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1919  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1920  * cache-lock is not held/needed.
1921  */
1922 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1923 {
1924         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1925
1926         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1927         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1928                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1929
1930                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1931                 slab_rcu->cachep = cachep;
1932                 slab_rcu->addr = addr;
1933                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1934         } else {
1935                 kmem_freepages(cachep, addr);
1936                 if (OFF_SLAB(cachep))
1937                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1938         }
1939 }
1940
1941 /*
1942  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1943  * size of kmem_list3.
1944  */
1945 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1946 {
1947         int node;
1948
1949         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
1950                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1951                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1952                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1953                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1954         }
1955 }
1956
1957 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1958 {
1959         int i;
1960         struct kmem_list3 *l3;
1961
1962         for_each_online_cpu(i)
1963             kfree(cachep->array[i]);
1964
1965         /* NUMA: free the list3 structures */
1966         for_each_online_node(i) {
1967                 l3 = cachep->nodelists[i];
1968                 if (l3) {
1969                         kfree(l3->shared);
1970                         free_alien_cache(l3->alien);
1971                         kfree(l3);
1972                 }
1973         }
1974         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1975 }
1976
1977
1978 /**
1979  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1980  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1981  * @size: size of objects to be created in this cache.
1982  * @align: required alignment for the objects.
1983  * @flags: slab allocation flags
1984  *
1985  * Also calculates the number of objects per slab.
1986  *
1987  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1988  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1989  * towards high-order requests, this should be changed.
1990  */
1991 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1992                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1993 {
1994         unsigned long offslab_limit;
1995         size_t left_over = 0;
1996         int gfporder;
1997
1998         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1999                 unsigned int num;
2000                 size_t remainder;
2001
2002                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2003                 if (!num)
2004                         continue;
2005
2006                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2007                         /*
2008                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2009                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2010                          * looping condition in cache_grow().
2011                          */
2012                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2013                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2014
2015                         if (num > offslab_limit)
2016                                 break;
2017                 }
2018
2019                 /* Found something acceptable - save it away */
2020                 cachep->num = num;
2021                 cachep->gfporder = gfporder;
2022                 left_over = remainder;
2023
2024                 /*
2025                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2026                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2027                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2028                  */
2029                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2030                         break;
2031
2032                 /*
2033                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2034                  * currently bad for the gfp()s.
2035                  */
2036                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2037                         break;
2038
2039                 /*
2040                  * Acceptable internal fragmentation?
2041                  */
2042                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2043                         break;
2044         }
2045         return left_over;
2046 }
2047
2048 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2049 {
2050         if (g_cpucache_up == FULL)
2051                 return enable_cpucache(cachep);
2052
2053         if (g_cpucache_up == NONE) {
2054                 /*
2055                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2056                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2057                  * further caches will BUG().
2058                  */
2059                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2060
2061                 /*
2062                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2063                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2064                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2065                  */
2066                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2067                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2068                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2069                 else
2070                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2071         } else {
2072                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2073                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2074
2075                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2076                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2077                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2078                 } else {
2079                         int node;
2080                         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
2081                                 cachep->nodelists[node] =
2082                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2083                                                 GFP_KERNEL, node);
2084                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2085                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2086                         }
2087                 }
2088         }
2089         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2090                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2091                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2092
2093         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2094         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2095         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2096         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2097         cachep->batchcount = 1;
2098         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2099         return 0;
2100 }
2101
2102 /**
2103  * kmem_cache_create - Create a cache.
2104  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2105  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2106  * @align: The required alignment for the objects.
2107  * @flags: SLAB flags
2108  * @ctor: A constructor for the objects.
2109  *
2110  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2111  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2112  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2113  *
2114  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2115  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2116  *
2117  * The flags are
2118  *
2119  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2120  * to catch references to uninitialised memory.
2121  *
2122  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2123  * for buffer overruns.
2124  *
2125  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2126  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2127  * as davem.
2128  */
2129 struct kmem_cache *
2130 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2131         unsigned long flags,
2132         void (*ctor)(struct kmem_cache *, void *))
2133 {
2134         size_t left_over, slab_size, ralign;
2135         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2136
2137         /*
2138          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2139          */
2140         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2141             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2142                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2143                                 name);
2144                 BUG();
2145         }
2146
2147         /*
2148          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2149          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2150          */
2151         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2152
2153         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2154                 char tmp;
2155                 int res;
2156
2157                 /*
2158                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2159                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2160                  * area of the module.  Print a warning.
2161                  */
2162                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2163                 if (res) {
2164                         printk(KERN_ERR
2165                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2166                                pc->buffer_size);
2167                         continue;
2168                 }
2169
2170                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2171                         printk(KERN_ERR
2172                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2173                         dump_stack();
2174                         goto oops;
2175                 }
2176         }
2177
2178 #if DEBUG
2179         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2180 #if FORCED_DEBUG
2181         /*
2182          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2183          * large objects, if the increased size would increase the object size
2184          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2185          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2186          */
2187         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2188                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2189                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2190         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2191                 flags |= SLAB_POISON;
2192 #endif
2193         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2194                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2195 #endif
2196         /*
2197          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2198          * isn't available.
2199          */
2200         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2201
2202         /*
2203          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2204          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2205          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2206          */
2207         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2208                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2209                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2210         }
2211
2212         /* calculate the final buffer alignment: */
2213
2214         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2215         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2216                 /*
2217                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2218                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2219                  * one cacheline.
2220                  */
2221                 ralign = cache_line_size();
2222                 while (size <= ralign / 2)
2223                         ralign /= 2;
2224         } else {
2225                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2226         }
2227
2228         /*
2229          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2230          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2231          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2232          */
2233         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2234                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2235
2236         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2237                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2238                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2239                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2240                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2241                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2242         }
2243
2244         /* 2) arch mandated alignment */
2245         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2246                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2247         }
2248         /* 3) caller mandated alignment */
2249         if (ralign < align) {
2250                 ralign = align;
2251         }
2252         /* disable debug if necessary */
2253         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2254                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2255         /*
2256          * 4) Store it.
2257          */
2258         align = ralign;
2259
2260         /* Get cache's description obj. */
2261         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2262         if (!cachep)
2263                 goto oops;
2264
2265 #if DEBUG
2266         cachep->obj_size = size;
2267
2268         /*
2269          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2270          * into align above.
2271          */
2272         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2273                 /* add space for red zone words */
2274                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2275                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2276         }
2277         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2278                 /* user store requires one word storage behind the end of
2279                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2280                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2281                  */
2282                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2283                         size += REDZONE_ALIGN;
2284                 else
2285                         size += BYTES_PER_WORD;
2286         }
2287 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2288         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2289             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2290                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2291                 size = PAGE_SIZE;
2292         }
2293 #endif
2294 #endif
2295
2296         /*
2297          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2298          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2299          * it too early on.)
2300          */
2301         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2302                 /*
2303                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2304                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2305                  */
2306                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2307
2308         size = ALIGN(size, align);
2309
2310         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2311
2312         if (!cachep->num) {
2313                 printk(KERN_ERR
2314                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2315                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2316                 cachep = NULL;
2317                 goto oops;
2318         }
2319         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2320                           + sizeof(struct slab), align);
2321
2322         /*
2323          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2324          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2325          */
2326         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2327                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2328                 left_over -= slab_size;
2329         }
2330
2331         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2332                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2333                 slab_size =
2334                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2335         }
2336
2337         cachep->colour_off = cache_line_size();
2338         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2339         if (cachep->colour_off < align)
2340                 cachep->colour_off = align;
2341         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2342         cachep->slab_size = slab_size;
2343         cachep->flags = flags;
2344         cachep->gfpflags = 0;
2345         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2346                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2347         cachep->buffer_size = size;
2348         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2349
2350         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2351                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2352                 /*
2353                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2354                  * But since we go off slab only for object size greater than
2355                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2356                  * this should not happen at all.
2357                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2358                  */
2359                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2360         }
2361         cachep->ctor = ctor;
2362         cachep->name = name;
2363
2364         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2365                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2366                 cachep = NULL;
2367                 goto oops;
2368         }
2369
2370         /* cache setup completed, link it into the list */
2371         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2372 oops:
2373         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2374                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2375                       name);
2376         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2377         return cachep;
2378 }
2379 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2380
2381 #if DEBUG
2382 static void check_irq_off(void)
2383 {
2384         BUG_ON(!irqs_disabled());
2385 }
2386
2387 static void check_irq_on(void)
2388 {
2389         BUG_ON(irqs_disabled());
2390 }
2391
2392 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2393 {
2394 #ifdef CONFIG_SMP
2395         check_irq_off();
2396         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2397 #endif
2398 }
2399
2400 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2401 {
2402 #ifdef CONFIG_SMP
2403         check_irq_off();
2404         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2405 #endif
2406 }
2407
2408 #else
2409 #define check_irq_off() do { } while(0)
2410 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2411 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2412 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2413 #endif
2414
2415 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2416                         struct array_cache *ac,
2417                         int force, int node);
2418
2419 static void do_drain(void *arg)
2420 {
2421         struct kmem_cache *cachep = arg;
2422         struct array_cache *ac;
2423         int node = numa_node_id();
2424
2425         check_irq_off();
2426         ac = cpu_cache_get(cachep);
2427         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2428         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2429         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2430         ac->avail = 0;
2431 }
2432
2433 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2434 {
2435         struct kmem_list3 *l3;
2436         int node;
2437
2438         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2439         check_irq_on();
2440         for_each_online_node(node) {
2441                 l3 = cachep->nodelists[node];
2442                 if (l3 && l3->alien)
2443                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2444         }
2445
2446         for_each_online_node(node) {
2447                 l3 = cachep->nodelists[node];
2448                 if (l3)
2449                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2450         }
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Remove slabs from the list of free slabs.
2455  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2456  *
2457  * Returns the actual number of slabs released.
2458  */
2459 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2460                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2461 {
2462         struct list_head *p;
2463         int nr_freed;
2464         struct slab *slabp;
2465
2466         nr_freed = 0;
2467         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2468
2469                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2470                 p = l3->slabs_free.prev;
2471                 if (p == &l3->slabs_free) {
2472                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2473                         goto out;
2474                 }
2475
2476                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2477 #if DEBUG
2478                 BUG_ON(slabp->inuse);
2479 #endif
2480                 list_del(&slabp->list);
2481                 /*
2482                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2483                  * to the cache.
2484                  */
2485                 l3->free_objects -= cache->num;
2486                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2487                 slab_destroy(cache, slabp);
2488                 nr_freed++;
2489         }
2490 out:
2491         return nr_freed;
2492 }
2493
2494 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2495 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2496 {
2497         int ret = 0, i = 0;
2498         struct kmem_list3 *l3;
2499
2500         drain_cpu_caches(cachep);
2501
2502         check_irq_on();
2503         for_each_online_node(i) {
2504                 l3 = cachep->nodelists[i];
2505                 if (!l3)
2506                         continue;
2507
2508                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2509
2510                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2511                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2512         }
2513         return (ret ? 1 : 0);
2514 }
2515
2516 /**
2517  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2518  * @cachep: The cache to shrink.
2519  *
2520  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2521  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2522  */
2523 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2524 {
2525         int ret;
2526         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2527
2528         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2529         ret = __cache_shrink(cachep);
2530         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2531         return ret;
2532 }
2533 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2534
2535 /**
2536  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2537  * @cachep: the cache to destroy
2538  *
2539  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2540  *
2541  * It is expected this function will be called by a module when it is
2542  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2543  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2544  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2545  *
2546  * The cache must be empty before calling this function.
2547  *
2548  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2549  * during the kmem_cache_destroy().
2550  */
2551 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2552 {
2553         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2554
2555         /* Find the cache in the chain of caches. */
2556         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2557         /*
2558          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2559          */
2560         list_del(&cachep->next);
2561         if (__cache_shrink(cachep)) {
2562                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2563                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2564                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2565                 return;
2566         }
2567
2568         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2569                 synchronize_rcu();
2570
2571         __kmem_cache_destroy(cachep);
2572         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2573 }
2574 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2575
2576 /*
2577  * Get the memory for a slab management obj.
2578  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2579  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2580  * come from the same cache which is getting created because,
2581  * when we are searching for an appropriate cache for these
2582  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2583  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2584  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2585  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2586  */
2587 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2588                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2589                                    int nodeid)
2590 {
2591         struct slab *slabp;
2592
2593         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2594                 /* Slab management obj is off-slab. */
2595                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2596                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2597                 if (!slabp)
2598                         return NULL;
2599         } else {
2600                 slabp = objp + colour_off;
2601                 colour_off += cachep->slab_size;
2602         }
2603         slabp->inuse = 0;
2604         slabp->colouroff = colour_off;
2605         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2606         slabp->nodeid = nodeid;
2607         return slabp;
2608 }
2609
2610 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2611 {
2612         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2613 }
2614
2615 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2616                             struct slab *slabp)
2617 {
2618         int i;
2619
2620         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2621                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2622 #if DEBUG
2623                 /* need to poison the objs? */
2624                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2625                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2626                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2627                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2628
2629                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2630                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2631                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2632                 }
2633                 /*
2634                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2635                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2636                  * They must also be threaded.
2637                  */
2638                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2639                         cachep->ctor(cachep, objp + obj_offset(cachep));
2640
2641                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2642                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2643                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2644                                            " end of an object");
2645                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2646                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2647                                            " start of an object");
2648                 }
2649                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2650                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2651                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2652                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2653 #else
2654                 if (cachep->ctor)
2655                         cachep->ctor(cachep, objp);
2656 #endif
2657                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2658         }
2659         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2660         slabp->free = 0;
2661 }
2662
2663 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2664 {
2665         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2666                 if (flags & GFP_DMA)
2667                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2668                 else
2669                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2670         }
2671 }
2672
2673 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2674                                 int nodeid)
2675 {
2676         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2677         kmem_bufctl_t next;
2678
2679         slabp->inuse++;
2680         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2681 #if DEBUG
2682         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2683         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2684 #endif
2685         slabp->free = next;
2686
2687         return objp;
2688 }
2689
2690 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2691                                 void *objp, int nodeid)
2692 {
2693         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2694
2695 #if DEBUG
2696         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2697         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2698
2699         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2700                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2701                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2702                 BUG();
2703         }
2704 #endif
2705         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2706         slabp->free = objnr;
2707         slabp->inuse--;
2708 }
2709
2710 /*
2711  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2712  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2713  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2714  */
2715 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2716                            void *addr)
2717 {
2718         int nr_pages;
2719         struct page *page;
2720
2721         page = virt_to_page(addr);
2722
2723         nr_pages = 1;
2724         if (likely(!PageCompound(page)))
2725                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2726
2727         do {
2728                 page_set_cache(page, cache);
2729                 page_set_slab(page, slab);
2730                 page++;
2731         } while (--nr_pages);
2732 }
2733
2734 /*
2735  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2736  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2737  */
2738 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2739                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2740 {
2741         struct slab *slabp;
2742         size_t offset;
2743         gfp_t local_flags;
2744         struct kmem_list3 *l3;
2745
2746         /*
2747          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2748          * critical path in kmem_cache_alloc().
2749          */
2750         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2751         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2752
2753         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2754         check_irq_off();
2755         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2756         spin_lock(&l3->list_lock);
2757
2758         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2759         offset = l3->colour_next;
2760         l3->colour_next++;
2761         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2762                 l3->colour_next = 0;
2763         spin_unlock(&l3->list_lock);
2764
2765         offset *= cachep->colour_off;
2766
2767         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2768                 local_irq_enable();
2769
2770         /*
2771          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2772          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2773          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2774          * will eventually be caught here (where it matters).
2775          */
2776         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2777
2778         /*
2779          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2780          * 'nodeid'.
2781          */
2782         if (!objp)
2783                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2784         if (!objp)
2785                 goto failed;
2786
2787         /* Get slab management. */
2788         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2789                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2790         if (!slabp)
2791                 goto opps1;
2792
2793         slabp->nodeid = nodeid;
2794         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2795
2796         cache_init_objs(cachep, slabp);
2797
2798         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2799                 local_irq_disable();
2800         check_irq_off();
2801         spin_lock(&l3->list_lock);
2802
2803         /* Make slab active. */
2804         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2805         STATS_INC_GROWN(cachep);
2806         l3->free_objects += cachep->num;
2807         spin_unlock(&l3->list_lock);
2808         return 1;
2809 opps1:
2810         kmem_freepages(cachep, objp);
2811 failed:
2812         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2813                 local_irq_disable();
2814         return 0;
2815 }
2816
2817 #if DEBUG
2818
2819 /*
2820  * Perform extra freeing checks:
2821  * - detect bad pointers.
2822  * - POISON/RED_ZONE checking
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 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%llx, redzone 2:0x%llx.\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_head_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 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2882         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2883 #endif
2884         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2885 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2886                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2887                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2888                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2889                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2890                 } else {
2891                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2892                 }
2893 #else
2894                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2895 #endif
2896         }
2897         return objp;
2898 }
2899
2900 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2901 {
2902         kmem_bufctl_t i;
2903         int entries = 0;
2904
2905         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2906         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2907                 entries++;
2908                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2909                         goto bad;
2910         }
2911         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2912 bad:
2913                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2914                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2915                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2916                 for (i = 0;
2917                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2918                      i++) {
2919                         if (i % 16 == 0)
2920                                 printk("\n%03x:", i);
2921                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2922                 }
2923                 printk("\n");
2924                 BUG();
2925         }
2926 }
2927 #else
2928 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2929 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2930 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2931 #endif
2932
2933 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2934 {
2935         int batchcount;
2936         struct kmem_list3 *l3;
2937         struct array_cache *ac;
2938         int node;
2939
2940         node = numa_node_id();
2941
2942         check_irq_off();
2943         ac = cpu_cache_get(cachep);
2944 retry:
2945         batchcount = ac->batchcount;
2946         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2947                 /*
2948                  * If there was little recent activity on this cache, then
2949                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2950                  * refill bouncing.
2951                  */
2952                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2953         }
2954         l3 = cachep->nodelists[node];
2955
2956         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2957         spin_lock(&l3->list_lock);
2958
2959         /* See if we can refill from the shared array */
2960         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2961                 goto alloc_done;
2962
2963         while (batchcount > 0) {
2964                 struct list_head *entry;
2965                 struct slab *slabp;
2966                 /* Get slab alloc is to come from. */
2967                 entry = l3->slabs_partial.next;
2968                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2969                         l3->free_touched = 1;
2970                         entry = l3->slabs_free.next;
2971                         if (entry == &l3->slabs_free)
2972                                 goto must_grow;
2973                 }
2974
2975                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2976                 check_slabp(cachep, slabp);
2977                 check_spinlock_acquired(cachep);
2978
2979                 /*
2980                  * The slab was either on partial or free list so
2981                  * there must be at least one object available for
2982                  * allocation.
2983                  */
2984                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
2985
2986                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2987                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2988                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2989                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2990
2991                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2992                                                             node);
2993                 }
2994                 check_slabp(cachep, slabp);
2995
2996                 /* move slabp to correct slabp list: */
2997                 list_del(&slabp->list);
2998                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2999                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3000                 else
3001                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3002         }
3003
3004 must_grow:
3005         l3->free_objects -= ac->avail;
3006 alloc_done:
3007         spin_unlock(&l3->list_lock);
3008
3009         if (unlikely(!ac->avail)) {
3010                 int x;
3011                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3012
3013                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3014                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3015                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3016                         return NULL;
3017
3018                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3019                         goto retry;
3020         }
3021         ac->touched = 1;
3022         return ac->entry[--ac->avail];
3023 }
3024
3025 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3026                                                 gfp_t flags)
3027 {
3028         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3029 #if DEBUG
3030         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3031 #endif
3032 }
3033
3034 #if DEBUG
3035 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3036                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3037 {
3038         if (!objp)
3039                 return objp;
3040         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3041 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3042                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3043                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3044                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3045                 else
3046                         check_poison_obj(cachep, objp);
3047 #else
3048                 check_poison_obj(cachep, objp);
3049 #endif
3050                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3051         }
3052         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3053                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3054
3055         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3056                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3057                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3058                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3059                                                 " object was overwritten");
3060                         printk(KERN_ERR
3061                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3062                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3063                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3064                 }
3065                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3066                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3067         }
3068 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3069         {
3070                 struct slab *slabp;
3071                 unsigned objnr;
3072
3073                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3074                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3075                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3076         }
3077 #endif
3078         objp += obj_offset(cachep);
3079         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3080                 cachep->ctor(cachep, objp);
3081 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3082         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3083                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3084                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3085         }
3086 #endif
3087         return objp;
3088 }
3089 #else
3090 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3091 #endif
3092
3093 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3094
3095 static struct failslab_attr {
3096
3097         struct fault_attr attr;
3098
3099         u32 ignore_gfp_wait;
3100 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3101         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3102 #endif
3103
3104 } failslab = {
3105         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3106         .ignore_gfp_wait = 1,
3107 };
3108
3109 static int __init setup_failslab(char *str)
3110 {
3111         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3112 }
3113 __setup("failslab=", setup_failslab);
3114
3115 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3116 {
3117         if (cachep == &cache_cache)
3118                 return 0;
3119         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3120                 return 0;
3121         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3122                 return 0;
3123
3124         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3125 }
3126
3127 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3128
3129 static int __init failslab_debugfs(void)
3130 {
3131         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3132         struct dentry *dir;
3133         int err;
3134
3135         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3136         if (err)
3137                 return err;
3138         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3139
3140         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3141                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3142                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3143
3144         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3145                 err = -ENOMEM;
3146                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3147                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3148         }
3149
3150         return err;
3151 }
3152
3153 late_initcall(failslab_debugfs);
3154
3155 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3156
3157 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3158
3159 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3160 {
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3165
3166 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3167 {
3168         void *objp;
3169         struct array_cache *ac;
3170
3171         check_irq_off();
3172
3173         ac = cpu_cache_get(cachep);
3174         if (likely(ac->avail)) {
3175                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3176                 ac->touched = 1;
3177                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3178         } else {
3179                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3180                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3181         }
3182         return objp;
3183 }
3184
3185 #ifdef CONFIG_NUMA
3186 /*
3187  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3188  *
3189  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3190  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3191  */
3192 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3193 {
3194         int nid_alloc, nid_here;
3195
3196         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3197                 return NULL;
3198         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3199         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3200                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3201         else if (current->mempolicy)
3202                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3203         if (nid_alloc != nid_here)
3204                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3205         return NULL;
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3210  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3211  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3212  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3213  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3214  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3215  */
3216 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3217 {
3218         struct zonelist *zonelist;
3219         gfp_t local_flags;
3220         struct zone **z;
3221         void *obj = NULL;
3222         int nid;
3223
3224         if (flags & __GFP_THISNODE)
3225                 return NULL;
3226
3227         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3228                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3229         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3230
3231 retry:
3232         /*
3233          * Look through allowed nodes for objects available
3234          * from existing per node queues.
3235          */
3236         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3237                 nid = zone_to_nid(*z);
3238
3239                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3240                         cache->nodelists[nid] &&
3241                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3242                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3243                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3244         }
3245
3246         if (!obj) {
3247                 /*
3248                  * This allocation will be performed within the constraints
3249                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3250                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3251                  * set and go into memory reserves if necessary.
3252                  */
3253                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3254                         local_irq_enable();
3255                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3256                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3257                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3258                         local_irq_disable();
3259                 if (obj) {
3260                         /*
3261                          * Insert into the appropriate per node queues
3262                          */
3263                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3264                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3265                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3266                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3267                                 if (!obj)
3268                                         /*
3269                                          * Another processor may allocate the
3270                                          * objects in the slab since we are
3271                                          * not holding any locks.
3272                                          */
3273                                         goto retry;
3274                         } else {
3275                                 /* cache_grow already freed obj */
3276                                 obj = NULL;
3277                         }
3278                 }
3279         }
3280         return obj;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * A interface to enable slab creation on nodeid
3285  */
3286 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3287                                 int nodeid)
3288 {
3289         struct list_head *entry;
3290         struct slab *slabp;
3291         struct kmem_list3 *l3;
3292         void *obj;
3293         int x;
3294
3295         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3296         BUG_ON(!l3);
3297
3298 retry:
3299         check_irq_off();
3300         spin_lock(&l3->list_lock);
3301         entry = l3->slabs_partial.next;
3302         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3303                 l3->free_touched = 1;
3304                 entry = l3->slabs_free.next;
3305                 if (entry == &l3->slabs_free)
3306                         goto must_grow;
3307         }
3308
3309         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3310         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3311         check_slabp(cachep, slabp);
3312
3313         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3314         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3315         STATS_SET_HIGH(cachep);
3316
3317         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3318
3319         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3320         check_slabp(cachep, slabp);
3321         l3->free_objects--;
3322         /* move slabp to correct slabp list: */
3323         list_del(&slabp->list);
3324
3325         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3326                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3327         else
3328                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3329
3330         spin_unlock(&l3->list_lock);
3331         goto done;
3332
3333 must_grow:
3334         spin_unlock(&l3->list_lock);
3335         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3336         if (x)
3337                 goto retry;
3338
3339         return fallback_alloc(cachep, flags);
3340
3341 done:
3342         return obj;
3343 }
3344
3345 /**
3346  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3347  * @cachep: The cache to allocate from.
3348  * @flags: See kmalloc().
3349  * @nodeid: node number of the target node.
3350  * @caller: return address of caller, used for debug information
3351  *
3352  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3353  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3354  *
3355  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3356  */
3357 static __always_inline void *
3358 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3359                    void *caller)
3360 {
3361         unsigned long save_flags;
3362         void *ptr;
3363
3364         if (should_failslab(cachep, flags))
3365                 return NULL;
3366
3367         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3368         local_irq_save(save_flags);
3369
3370         if (unlikely(nodeid == -1))
3371                 nodeid = numa_node_id();
3372
3373         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3374                 /* Node not bootstrapped yet */
3375                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3376                 goto out;
3377         }
3378
3379         if (nodeid == numa_node_id()) {
3380                 /*
3381                  * Use the locally cached objects if possible.
3382                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3383                  * to other nodes. It may fail while we still have
3384                  * objects on other nodes available.
3385                  */
3386                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3387                 if (ptr)
3388                         goto out;
3389         }
3390         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3391         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3392   out:
3393         local_irq_restore(save_flags);
3394         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3395
3396         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3397                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3398
3399         return ptr;
3400 }
3401
3402 static __always_inline void *
3403 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3404 {
3405         void *objp;
3406
3407         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3408                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3409                 if (objp)
3410                         goto out;
3411         }
3412         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3413
3414         /*
3415          * We may just have run out of memory on the local node.
3416          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3417          */
3418         if (!objp)
3419                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3420
3421   out:
3422         return objp;
3423 }
3424 #else
3425
3426 static __always_inline void *
3427 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3428 {
3429         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3430 }
3431
3432 #endif /* CONFIG_NUMA */
3433
3434 static __always_inline void *
3435 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3436 {
3437         unsigned long save_flags;
3438         void *objp;
3439
3440         if (should_failslab(cachep, flags))
3441                 return NULL;
3442
3443         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3444         local_irq_save(save_flags);
3445         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3446         local_irq_restore(save_flags);
3447         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3448         prefetchw(objp);
3449
3450         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3451                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3452
3453         return objp;
3454 }
3455
3456 /*
3457  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3458  */
3459 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3460                        int node)
3461 {
3462         int i;
3463         struct kmem_list3 *l3;
3464
3465         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3466                 void *objp = objpp[i];
3467                 struct slab *slabp;
3468
3469                 slabp = virt_to_slab(objp);
3470                 l3 = cachep->nodelists[node];
3471                 list_del(&slabp->list);
3472                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3473                 check_slabp(cachep, slabp);
3474                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3475                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3476                 l3->free_objects++;
3477                 check_slabp(cachep, slabp);
3478
3479                 /* fixup slab chains */
3480                 if (slabp->inuse == 0) {
3481                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3482                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3483                                 /* No need to drop any previously held
3484                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3485                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3486                                  * a different cache, refer to comments before
3487                                  * alloc_slabmgmt.
3488                                  */
3489                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3490                         } else {
3491                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3492                         }
3493                 } else {
3494                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3495                          * partial list on free - maximum time for the
3496                          * other objects to be freed, too.
3497                          */
3498                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3499                 }
3500         }
3501 }
3502
3503 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3504 {
3505         int batchcount;
3506         struct kmem_list3 *l3;
3507         int node = numa_node_id();
3508
3509         batchcount = ac->batchcount;
3510 #if DEBUG
3511         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3512 #endif
3513         check_irq_off();
3514         l3 = cachep->nodelists[node];
3515         spin_lock(&l3->list_lock);
3516         if (l3->shared) {
3517                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3518                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3519                 if (max) {
3520                         if (batchcount > max)
3521                                 batchcount = max;
3522                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3523                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3524                         shared_array->avail += batchcount;
3525                         goto free_done;
3526                 }
3527         }
3528
3529         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3530 free_done:
3531 #if STATS
3532         {
3533                 int i = 0;
3534                 struct list_head *p;
3535
3536                 p = l3->slabs_free.next;
3537                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3538                         struct slab *slabp;
3539
3540                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3541                         BUG_ON(slabp->inuse);
3542
3543                         i++;
3544                         p = p->next;
3545                 }
3546                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3547         }
3548 #endif
3549         spin_unlock(&l3->list_lock);
3550         ac->avail -= batchcount;
3551         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3552 }
3553
3554 /*
3555  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3556  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3557  */
3558 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3559 {
3560         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3561
3562         check_irq_off();
3563         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3564
3565         /*
3566          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3567          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3568          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3569          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3570          * the cache.
3571          */
3572         if (numa_platform && cache_free_alien(cachep, objp))
3573                 return;
3574
3575         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3576                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3577                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3578                 return;
3579         } else {
3580                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3581                 cache_flusharray(cachep, ac);
3582                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3583         }
3584 }
3585
3586 /**
3587  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3588  * @cachep: The cache to allocate from.
3589  * @flags: See kmalloc().
3590  *
3591  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3592  * if the cache has no available objects.
3593  */
3594 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3595 {
3596         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3599
3600 /**
3601  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3602  *      be a slab entry.
3603  * @cachep: the cache we're checking against
3604  * @ptr: pointer to validate
3605  *
3606  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3607  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3608  * part of the slab cache in question, but it at least
3609  * validates that the pointer can be dereferenced and
3610  * looks half-way sane.
3611  *
3612  * Currently only used for dentry validation.
3613  */
3614 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3615 {
3616         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3617         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3618         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3619         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3620         struct page *page;
3621
3622         if (unlikely(addr < min_addr))
3623                 goto out;
3624         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3625                 goto out;
3626         if (unlikely(addr & align_mask))
3627                 goto out;
3628         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3629                 goto out;
3630         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3631                 goto out;
3632         page = virt_to_page(ptr);
3633         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3634                 goto out;
3635         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3636                 goto out;
3637         return 1;
3638 out:
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 #ifdef CONFIG_NUMA
3643 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3644 {
3645         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3646                         __builtin_return_address(0));
3647 }
3648 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3649
3650 static __always_inline void *
3651 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3652 {
3653         struct kmem_cache *cachep;
3654
3655         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3656         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3657                 return cachep;
3658         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3659 }
3660
3661 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3662 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3663 {
3664         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3665                         __builtin_return_address(0));
3666 }
3667 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3668
3669 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3670                 int node, void *caller)
3671 {
3672         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3673 }
3674 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3675 #else
3676 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3677 {
3678         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3679 }
3680 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3681 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3682 #endif /* CONFIG_NUMA */
3683
3684 /**
3685  * __do_kmalloc - allocate memory
3686  * @size: how many bytes of memory are required.
3687  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3688  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3689  */
3690 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3691                                           void *caller)
3692 {
3693         struct kmem_cache *cachep;
3694
3695         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3696          * __ with kmem_.
3697          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3698          * functions.
3699          */
3700         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3701         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3702                 return cachep;
3703         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3704 }
3705
3706
3707 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3708 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3709 {
3710         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3713
3714 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3715 {
3716         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3719
3720 #else
3721 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3722 {
3723         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3724 }
3725 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3726 #endif
3727
3728 /**
3729  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3730  * @cachep: The cache the allocation was from.
3731  * @objp: The previously allocated object.
3732  *
3733  * Free an object which was previously allocated from this
3734  * cache.
3735  */
3736 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3737 {
3738         unsigned long flags;
3739
3740         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3741
3742         local_irq_save(flags);
3743         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3744         __cache_free(cachep, objp);
3745         local_irq_restore(flags);
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3748
3749 /**
3750  * kfree - free previously allocated memory
3751  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3752  *
3753  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3754  *
3755  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3756  * or you will run into trouble.
3757  */
3758 void kfree(const void *objp)
3759 {
3760         struct kmem_cache *c;
3761         unsigned long flags;
3762
3763         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3764                 return;
3765         local_irq_save(flags);
3766         kfree_debugcheck(objp);
3767         c = virt_to_cache(objp);
3768         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3769         __cache_free(c, (void *)objp);
3770         local_irq_restore(flags);
3771 }
3772 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3773
3774 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3775 {
3776         return obj_size(cachep);
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3779
3780 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3781 {
3782         return cachep->name;
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3785
3786 /*
3787  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3788  */
3789 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3790 {
3791         int node;
3792         struct kmem_list3 *l3;
3793         struct array_cache *new_shared;
3794         struct array_cache **new_alien = NULL;
3795
3796         for_each_node_state(node, N_NORMAL_MEMORY) {
3797
3798                 if (use_alien_caches) {
3799                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3800                         if (!new_alien)
3801                                 goto fail;
3802                 }
3803
3804                 new_shared = NULL;
3805                 if (cachep->shared) {
3806                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3807                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3808                                         0xbaadf00d);
3809                         if (!new_shared) {
3810                                 free_alien_cache(new_alien);
3811                                 goto fail;
3812                         }
3813                 }
3814
3815                 l3 = cachep->nodelists[node];
3816                 if (l3) {
3817                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3818
3819                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3820
3821                         if (shared)
3822                                 free_block(cachep, shared->entry,
3823                                                 shared->avail, node);
3824
3825                         l3->shared = new_shared;
3826                         if (!l3->alien) {
3827                                 l3->alien = new_alien;
3828                                 new_alien = NULL;
3829                         }
3830                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3831                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3832                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3833                         kfree(shared);
3834                         free_alien_cache(new_alien);
3835                         continue;
3836                 }
3837                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3838                 if (!l3) {
3839                         free_alien_cache(new_alien);
3840                         kfree(new_shared);
3841                         goto fail;
3842                 }
3843
3844                 kmem_list3_init(l3);
3845                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3846                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3847                 l3->shared = new_shared;
3848                 l3->alien = new_alien;
3849                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3850                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3851                 cachep->nodelists[node] = l3;
3852         }
3853         return 0;
3854
3855 fail:
3856         if (!cachep->next.next) {
3857                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3858                 node--;
3859                 while (node >= 0) {
3860                         if (cachep->nodelists[node]) {
3861                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3862
3863                                 kfree(l3->shared);
3864                                 free_alien_cache(l3->alien);
3865                                 kfree(l3);
3866                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3867                         }
3868                         node--;
3869                 }
3870         }
3871         return -ENOMEM;
3872 }
3873
3874 struct ccupdate_struct {
3875         struct kmem_cache *cachep;
3876         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3877 };
3878
3879 static void do_ccupdate_local(void *info)
3880 {
3881         struct ccupdate_struct *new = info;
3882         struct array_cache *old;
3883
3884         check_irq_off();
3885         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3886
3887         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3888         new->new[smp_processor_id()] = old;
3889 }
3890
3891 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3892 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3893                                 int batchcount, int shared)
3894 {
3895         struct ccupdate_struct *new;
3896         int i;
3897
3898         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3899         if (!new)
3900                 return -ENOMEM;
3901
3902         for_each_online_cpu(i) {
3903                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3904                                                 batchcount);
3905                 if (!new->new[i]) {
3906                         for (i--; i >= 0; i--)
3907                                 kfree(new->new[i]);
3908                         kfree(new);
3909                         return -ENOMEM;
3910                 }
3911         }
3912         new->cachep = cachep;
3913
3914         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3915
3916         check_irq_on();
3917         cachep->batchcount = batchcount;
3918         cachep->limit = limit;
3919         cachep->shared = shared;
3920
3921         for_each_online_cpu(i) {
3922                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3923                 if (!ccold)
3924                         continue;
3925                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3926                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3927                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3928                 kfree(ccold);
3929         }
3930         kfree(new);
3931         return alloc_kmemlist(cachep);
3932 }
3933
3934 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3935 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3936 {
3937         int err;
3938         int limit, shared;
3939
3940         /*
3941          * The head array serves three purposes:
3942          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3943          * - reduce the number of spinlock operations.
3944          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3945          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3946          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3947          * Bonwick.
3948          */
3949         if (cachep->buffer_size > 131072)
3950                 limit = 1;
3951         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3952                 limit = 8;
3953         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3954                 limit = 24;
3955         else if (cachep->buffer_size > 256)
3956                 limit = 54;
3957         else
3958                 limit = 120;
3959
3960         /*
3961          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3962          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3963          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3964          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3965          * replaces Bonwick's magazine layer.
3966          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3967          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3968          */
3969         shared = 0;
3970         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3971                 shared = 8;
3972
3973 #if DEBUG
3974         /*
3975          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3976          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3977          */
3978         if (limit > 32)
3979                 limit = 32;
3980 #endif
3981         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3982         if (err)
3983                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3984                        cachep->name, -err);
3985         return err;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
3990  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
3991  * if drain_array() is used on the shared array.
3992  */
3993 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
3994                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3995 {
3996         int tofree;
3997
3998         if (!ac || !ac->avail)
3999                 return;
4000         if (ac->touched && !force) {
4001                 ac->touched = 0;
4002         } else {
4003                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4004                 if (ac->avail) {
4005                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4006                         if (tofree > ac->avail)
4007                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4008                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4009                         ac->avail -= tofree;
4010                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4011                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4012                 }
4013                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4014         }
4015 }
4016
4017 /**
4018  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4019  * @w: work descriptor
4020  *
4021  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4022  * Purpose:
4023  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4024  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4025  *
4026  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4027  * again on the next iteration.
4028  */
4029 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4030 {
4031         struct kmem_cache *searchp;
4032         struct kmem_list3 *l3;
4033         int node = numa_node_id();
4034         struct delayed_work *work =
4035                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4036
4037         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4038                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4039                 goto out;
4040
4041         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4042                 check_irq_on();
4043
4044                 /*
4045                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4046                  * have established with reasonable certainty that
4047                  * we can do some work if the lock was obtained.
4048                  */
4049                 l3 = searchp->nodelists[node];
4050
4051                 reap_alien(searchp, l3);
4052
4053                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4054
4055                 /*
4056                  * These are racy checks but it does not matter
4057                  * if we skip one check or scan twice.
4058                  */
4059                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4060                         goto next;
4061
4062                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4063
4064                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4065
4066                 if (l3->free_touched)
4067                         l3->free_touched = 0;
4068                 else {
4069                         int freed;
4070
4071                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4072                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4073                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4074                 }
4075 next:
4076                 cond_resched();
4077         }
4078         check_irq_on();
4079         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4080         next_reap_node();
4081 out:
4082         /* Set up the next iteration */
4083         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4084 }
4085
4086 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4087
4088 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4089 {
4090         /*
4091          * Output format version, so at least we can change it
4092          * without _too_ many complaints.
4093          */
4094 #if STATS
4095         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4096 #else
4097         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4098 #endif
4099         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4100                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4101         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4102         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4103 #if STATS
4104         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4105                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4106         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4107 #endif
4108         seq_putc(m, '\n');
4109 }
4110
4111 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4112 {
4113         loff_t n = *pos;
4114
4115         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4116         if (!n)
4117                 print_slabinfo_header(m);
4118
4119         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4120 }
4121
4122 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4123 {
4124         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4125 }
4126
4127 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4128 {
4129         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4130 }
4131
4132 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4133 {
4134         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4135         struct slab *slabp;
4136         unsigned long active_objs;
4137         unsigned long num_objs;
4138         unsigned long active_slabs = 0;
4139         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4140         const char *name;
4141         char *error = NULL;
4142         int node;
4143         struct kmem_list3 *l3;
4144
4145         active_objs = 0;
4146         num_slabs = 0;
4147         for_each_online_node(node) {
4148                 l3 = cachep->nodelists[node];
4149                 if (!l3)
4150                         continue;
4151
4152                 check_irq_on();
4153                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4154
4155                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4156                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4157                                 error = "slabs_full accounting error";
4158                         active_objs += cachep->num;
4159                         active_slabs++;
4160                 }
4161                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4162                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4163                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4164                         if (!slabp->inuse && !error)
4165                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4166                         active_objs += slabp->inuse;
4167                         active_slabs++;
4168                 }
4169                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4170                         if (slabp->inuse && !error)
4171                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4172                         num_slabs++;
4173                 }
4174                 free_objects += l3->free_objects;
4175                 if (l3->shared)
4176                         shared_avail += l3->shared->avail;
4177
4178                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4179         }
4180         num_slabs += active_slabs;
4181         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4182         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4183                 error = "free_objects accounting error";
4184
4185         name = cachep->name;
4186         if (error)
4187                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4188
4189         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4190                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4191                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4192         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4193                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4194         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4195                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4196 #if STATS
4197         {                       /* list3 stats */
4198                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4199                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4200                 unsigned long grown = cachep->grown;
4201                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4202                 unsigned long errors = cachep->errors;
4203                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4204                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4205                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4206                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4207
4208                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4209                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4210                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4211                                 node_frees, overflows);
4212         }
4213         /* cpu stats */
4214         {
4215                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4216                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4217                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4218                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4219
4220                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4221                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4222         }
4223 #endif
4224         seq_putc(m, '\n');
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 /*
4229  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4230  *
4231  * Output layout:
4232  * cache-name
4233  * num-active-objs
4234  * total-objs
4235  * object size
4236  * num-active-slabs
4237  * total-slabs
4238  * num-pages-per-slab
4239  * + further values on SMP and with statistics enabled
4240  */
4241
4242 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4243         .start = s_start,
4244         .next = s_next,
4245         .stop = s_stop,
4246         .show = s_show,
4247 };
4248
4249 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4250 /**
4251  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4252  * @file: unused
4253  * @buffer: user buffer
4254  * @count: data length
4255  * @ppos: unused
4256  */
4257 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4258                        size_t count, loff_t *ppos)
4259 {
4260         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4261         int limit, batchcount, shared, res;
4262         struct kmem_cache *cachep;
4263
4264         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4265                 return -EINVAL;
4266         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4267                 return -EFAULT;
4268         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4269
4270         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4271         if (!tmp)
4272                 return -EINVAL;
4273         *tmp = '\0';
4274         tmp++;
4275         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4276                 return -EINVAL;
4277
4278         /* Find the cache in the chain of caches. */
4279         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4280         res = -EINVAL;
4281         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4282                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4283                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4284                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4285                                 res = 0;
4286                         } else {
4287                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4288                                                        batchcount, shared);
4289                         }
4290                         break;
4291                 }
4292         }
4293         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4294         if (res >= 0)
4295                 res = count;
4296         return res;
4297 }
4298
4299 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4300
4301 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4302 {
4303         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4304         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4305 }
4306
4307 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4308 {
4309         unsigned long *p;
4310         int l;
4311         if (!v)
4312                 return 1;
4313         l = n[1];
4314         p = n + 2;
4315         while (l) {
4316                 int i = l/2;
4317                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4318                 if (*q == v) {
4319                         q[1]++;
4320                         return 1;
4321                 }
4322                 if (*q > v) {
4323                         l = i;
4324                 } else {
4325                         p = q + 2;
4326                         l -= i + 1;
4327                 }
4328         }
4329         if (++n[1] == n[0])
4330                 return 0;
4331         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4332         p[0] = v;
4333         p[1] = 1;
4334         return 1;
4335 }
4336
4337 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4338 {
4339         void *p;
4340         int i;
4341         if (n[0] == n[1])
4342                 return;
4343         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4344                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4345                         continue;
4346                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4347                         return;
4348         }
4349 }
4350
4351 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4352 {
4353 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4354         unsigned long offset, size;
4355         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4356
4357         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4358                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4359                 if (modname[0])
4360                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4361                 return;
4362         }
4363 #endif
4364         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4365 }
4366
4367 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4368 {
4369         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4370         struct slab *slabp;
4371         struct kmem_list3 *l3;
4372         const char *name;
4373         unsigned long *n = m->private;
4374         int node;
4375         int i;
4376
4377         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4378                 return 0;
4379         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4380                 return 0;
4381
4382         /* OK, we can do it */
4383
4384         n[1] = 0;
4385
4386         for_each_online_node(node) {
4387                 l3 = cachep->nodelists[node];
4388                 if (!l3)
4389                         continue;
4390
4391                 check_irq_on();
4392                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4393
4394                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4395                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4396                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4397                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4398                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4399         }
4400         name = cachep->name;
4401         if (n[0] == n[1]) {
4402                 /* Increase the buffer size */
4403                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4404                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4405                 if (!m->private) {
4406                         /* Too bad, we are really out */
4407                         m->private = n;
4408                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4409                         return -ENOMEM;
4410                 }
4411                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4412                 kfree(n);
4413                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4414                 /* Now make sure this entry will be retried */
4415                 m->count = m->size;
4416                 return 0;
4417         }
4418         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4419                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4420                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4421                 seq_putc(m, '\n');
4422         }
4423
4424         return 0;
4425 }
4426
4427 const struct seq_operations slabstats_op = {
4428         .start = leaks_start,
4429         .next = s_next,
4430         .stop = s_stop,
4431         .show = leaks_show,
4432 };
4433 #endif
4434 #endif
4435
4436 /**
4437  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4438  * @objp: Pointer to the object
4439  *
4440  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4441  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4442  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4443  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4444  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4445  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4446  * must not be freed during the duration of the call.
4447  */
4448 size_t ksize(const void *objp)
4449 {
4450         BUG_ON(!objp);
4451         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4452                 return 0;
4453
4454         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4455 }