failslab: add ability to filter slab caches
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118
119 #include        <asm/cacheflush.h>
120 #include        <asm/tlbflush.h>
121 #include        <asm/page.h>
122
123 /*
124  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
125  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
126  *
127  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
128  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
129  *
130  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
131  */
132
133 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
134 #define DEBUG           1
135 #define STATS           1
136 #define FORCED_DEBUG    1
137 #else
138 #define DEBUG           0
139 #define STATS           0
140 #define FORCED_DEBUG    0
141 #endif
142
143 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
144 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
145 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
146
147 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
148 /*
149  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
150  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
151  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
152  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
153  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
154  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
155  * Note that increasing this value may disable some debug features.
156  */
157 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
158 #endif
159
160 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
161 /*
162  * Enforce a minimum alignment for all caches.
163  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
164  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
165  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
166  * some debug features.
167  */
168 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
169 #endif
170
171 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
172 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
173 #endif
174
175 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
176 #if DEBUG
177 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
178                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | \
180                          SLAB_STORE_USER | \
181                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
182                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
183                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
184 #else
185 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
186                          SLAB_CACHE_DMA | \
187                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
188                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
189                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
190 #endif
191
192 /*
193  * kmem_bufctl_t:
194  *
195  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
196  * linked offsets.
197  *
198  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
199  * slab an object belongs to.
200  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
201  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
202  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
203  * that does not use off-slab slabs.
204  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
205  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
206  * to have too many per slab.
207  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
208  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
209  */
210
211 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
212 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
213 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
214 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
215 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
216
217 /*
218  * struct slab
219  *
220  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
221  * for a slab, or allocated from an general cache.
222  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
223  */
224 struct slab {
225         struct list_head list;
226         unsigned long colouroff;
227         void *s_mem;            /* including colour offset */
228         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
229         kmem_bufctl_t free;
230         unsigned short nodeid;
231 };
232
233 /*
234  * struct slab_rcu
235  *
236  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
237  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
238  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
239  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
240  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
241  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
242  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
243  *
244  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
245  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
246  *
247  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
248  */
249 struct slab_rcu {
250         struct rcu_head head;
251         struct kmem_cache *cachep;
252         void *addr;
253 };
254
255 /*
256  * struct array_cache
257  *
258  * Purpose:
259  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
260  * - reduce the number of linked list operations
261  * - reduce spinlock operations
262  *
263  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
264  * footprint.
265  *
266  */
267 struct array_cache {
268         unsigned int avail;
269         unsigned int limit;
270         unsigned int batchcount;
271         unsigned int touched;
272         spinlock_t lock;
273         void *entry[];  /*
274                          * Must have this definition in here for the proper
275                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
276                          * the entries.
277                          */
278 };
279
280 /*
281  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
282  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
283  */
284 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
285 struct arraycache_init {
286         struct array_cache cache;
287         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
288 };
289
290 /*
291  * The slab lists for all objects.
292  */
293 struct kmem_list3 {
294         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
295         struct list_head slabs_full;
296         struct list_head slabs_free;
297         unsigned long free_objects;
298         unsigned int free_limit;
299         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
300         spinlock_t list_lock;
301         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
302         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
303         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
304         int free_touched;               /* updated without locking */
305 };
306
307 /*
308  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
309  */
310 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
311 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
312 #define CACHE_CACHE 0
313 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
314 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
315
316 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
317                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
318 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
319                         int node);
320 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
321 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
322
323 /*
324  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
325  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
326  */
327 static __always_inline int index_of(const size_t size)
328 {
329         extern void __bad_size(void);
330
331         if (__builtin_constant_p(size)) {
332                 int i = 0;
333
334 #define CACHE(x) \
335         if (size <=x) \
336                 return i; \
337         else \
338                 i++;
339 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
340 #undef CACHE
341                 __bad_size();
342         } else
343                 __bad_size();
344         return 0;
345 }
346
347 static int slab_early_init = 1;
348
349 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
350 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
351
352 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
353 {
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
355         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
356         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
357         parent->shared = NULL;
358         parent->alien = NULL;
359         parent->colour_next = 0;
360         spin_lock_init(&parent->list_lock);
361         parent->free_objects = 0;
362         parent->free_touched = 0;
363 }
364
365 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
366         do {                                                            \
367                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
368                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
369         } while (0)
370
371 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
372         do {                                                            \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
374         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
375         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
376         } while (0)
377
378 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
379 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
380
381 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
382 /*
383  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
384  * cpucache drain/refill cycles.
385  *
386  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
387  * which could lock up otherwise freeable slabs.
388  */
389 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
390 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
391
392 #if STATS
393 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
394 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
395 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
396 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
397 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
398 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
399         do {                                                            \
400                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
401                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
402         } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
405 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
406 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
407 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
408         do {                                                            \
409                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
410                         (x)->max_freeable = i;                          \
411         } while (0)
412 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
413 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
414 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
415 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
416 #else
417 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
418 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
419 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
420 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
421 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
422 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
423 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
424 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
425 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
426 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
427 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
428 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
429 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
430 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
431 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
432 #endif
433
434 #if DEBUG
435
436 /*
437  * memory layout of objects:
438  * 0            : objp
439  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
440  *              the end of an object is aligned with the end of the real
441  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
442  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
443  *              redzone word.
444  * cachep->obj_offset: The real object.
445  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
446  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
447  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
448  */
449 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
450 {
451         return cachep->obj_offset;
452 }
453
454 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
455 {
456         return cachep->obj_size;
457 }
458
459 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
460 {
461         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
462         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
463                                       sizeof(unsigned long long));
464 }
465
466 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
467 {
468         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
469         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
470                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
471                                               sizeof(unsigned long long) -
472                                               REDZONE_ALIGN);
473         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
474                                        sizeof(unsigned long long));
475 }
476
477 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
478 {
479         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
480         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
481 }
482
483 #else
484
485 #define obj_offset(x)                   0
486 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
487 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
488 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
489 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
490
491 #endif
492
493 #ifdef CONFIG_TRACING
494 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
495 {
496         return cachep->buffer_size;
497 }
498 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
499 #endif
500
501 /*
502  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
503  */
504 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
505 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
506 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
507
508 /*
509  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
510  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
511  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
512  */
513 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
514 {
515         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
516 }
517
518 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
519 {
520         page = compound_head(page);
521         BUG_ON(!PageSlab(page));
522         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
523 }
524
525 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
526 {
527         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
528 }
529
530 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
531 {
532         BUG_ON(!PageSlab(page));
533         return (struct slab *)page->lru.prev;
534 }
535
536 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
537 {
538         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
539         return page_get_cache(page);
540 }
541
542 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
543 {
544         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
545         return page_get_slab(page);
546 }
547
548 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
549                                  unsigned int idx)
550 {
551         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
552 }
553
554 /*
555  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
556  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
557  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
558  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
559  */
560 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
561                                         const struct slab *slab, void *obj)
562 {
563         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
564         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
565 }
566
567 /*
568  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
569  */
570 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
571 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
572 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
573         CACHE(ULONG_MAX)
574 #undef CACHE
575 };
576 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
577
578 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
579 struct cache_names {
580         char *name;
581         char *name_dma;
582 };
583
584 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
585 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
586 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
587         {NULL,}
588 #undef CACHE
589 };
590
591 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
592     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
593 static struct arraycache_init initarray_generic =
594     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
595
596 /* internal cache of cache description objs */
597 static struct kmem_cache cache_cache = {
598         .batchcount = 1,
599         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
600         .shared = 1,
601         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
602         .name = "kmem_cache",
603 };
604
605 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
606
607 /*
608  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
609  * until the general caches are up.
610  */
611 static enum {
612         NONE,
613         PARTIAL_AC,
614         PARTIAL_L3,
615         EARLY,
616         FULL
617 } g_cpucache_up;
618
619 /*
620  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
621  */
622 int slab_is_available(void)
623 {
624         return g_cpucache_up >= EARLY;
625 }
626
627 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
628
629 /*
630  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
631  * for other slabs "off slab".
632  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
633  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
634  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
635  *
636  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
637  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
638  * then comes back up during hotplug
639  */
640 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
641 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
642
643 static void init_node_lock_keys(int q)
644 {
645         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
646
647         if (g_cpucache_up != FULL)
648                 return;
649
650         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
651                 struct array_cache **alc;
652                 struct kmem_list3 *l3;
653                 int r;
654
655                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
656                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
657                         continue;
658                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
659                 alc = l3->alien;
660                 /*
661                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
662                  * should go away when common slab code is taught to
663                  * work even without alien caches.
664                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
665                  * for alloc_alien_cache,
666                  */
667                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
668                         continue;
669                 for_each_node(r) {
670                         if (alc[r])
671                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
672                                         &on_slab_alc_key);
673                 }
674         }
675 }
676
677 static inline void init_lock_keys(void)
678 {
679         int node;
680
681         for_each_node(node)
682                 init_node_lock_keys(node);
683 }
684 #else
685 static void init_node_lock_keys(int q)
686 {
687 }
688
689 static inline void init_lock_keys(void)
690 {
691 }
692 #endif
693
694 /*
695  * Guard access to the cache-chain.
696  */
697 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
698 static struct list_head cache_chain;
699
700 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
701
702 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
703 {
704         return cachep->array[smp_processor_id()];
705 }
706
707 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
708                                                         gfp_t gfpflags)
709 {
710         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
711
712 #if DEBUG
713         /* This happens if someone tries to call
714          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
715          * the generic caches are initialized.
716          */
717         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
718 #endif
719         if (!size)
720                 return ZERO_SIZE_PTR;
721
722         while (size > csizep->cs_size)
723                 csizep++;
724
725         /*
726          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
727          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
728          * for large kmalloc calls required.
729          */
730 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
731         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
732                 return csizep->cs_dmacachep;
733 #endif
734         return csizep->cs_cachep;
735 }
736
737 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
738 {
739         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
740 }
741
742 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
743 {
744         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
745 }
746
747 /*
748  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
749  */
750 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
751                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
752                            unsigned int *num)
753 {
754         int nr_objs;
755         size_t mgmt_size;
756         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
757
758         /*
759          * The slab management structure can be either off the slab or
760          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
761          * slab is used for:
762          *
763          * - The struct slab
764          * - One kmem_bufctl_t for each object
765          * - Padding to respect alignment of @align
766          * - @buffer_size bytes for each object
767          *
768          * If the slab management structure is off the slab, then the
769          * alignment will already be calculated into the size. Because
770          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
771          * correct alignment when allocated.
772          */
773         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
774                 mgmt_size = 0;
775                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
776
777                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
778                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
779         } else {
780                 /*
781                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
782                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
783                  * least @align. In the worst case, this result will
784                  * be one greater than the number of objects that fit
785                  * into the memory allocation when taking the padding
786                  * into account.
787                  */
788                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
789                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
790
791                 /*
792                  * This calculated number will be either the right
793                  * amount, or one greater than what we want.
794                  */
795                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
796                        > slab_size)
797                         nr_objs--;
798
799                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
800                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
801
802                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
803         }
804         *num = nr_objs;
805         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
806 }
807
808 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
809
810 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
811                         char *msg)
812 {
813         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
814                function, cachep->name, msg);
815         dump_stack();
816 }
817
818 /*
819  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
820  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
821  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
822  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
823  * line
824   */
825
826 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
827 static int __init noaliencache_setup(char *s)
828 {
829         use_alien_caches = 0;
830         return 1;
831 }
832 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
833
834 #ifdef CONFIG_NUMA
835 /*
836  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
837  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
838  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
839  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
840  */
841 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
842
843 static void init_reap_node(int cpu)
844 {
845         int node;
846
847         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
848         if (node == MAX_NUMNODES)
849                 node = first_node(node_online_map);
850
851         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
852 }
853
854 static void next_reap_node(void)
855 {
856         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
857
858         node = next_node(node, node_online_map);
859         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
860                 node = first_node(node_online_map);
861         __get_cpu_var(slab_reap_node) = node;
862 }
863
864 #else
865 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
866 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
867 #endif
868
869 /*
870  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
871  * via the workqueue/eventd.
872  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
873  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
874  * lock.
875  */
876 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
877 {
878         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
879
880         /*
881          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
882          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
883          * at that time.
884          */
885         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
886                 init_reap_node(cpu);
887                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
888                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
889                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
890         }
891 }
892
893 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
894                                             int batchcount, gfp_t gfp)
895 {
896         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
897         struct array_cache *nc = NULL;
898
899         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
900         /*
901          * The array_cache structures contain pointers to free object.
902          * However, when such objects are allocated or transfered to another
903          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
904          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
905          * not scan such objects.
906          */
907         kmemleak_no_scan(nc);
908         if (nc) {
909                 nc->avail = 0;
910                 nc->limit = entries;
911                 nc->batchcount = batchcount;
912                 nc->touched = 0;
913                 spin_lock_init(&nc->lock);
914         }
915         return nc;
916 }
917
918 /*
919  * Transfer objects in one arraycache to another.
920  * Locking must be handled by the caller.
921  *
922  * Return the number of entries transferred.
923  */
924 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
925                 struct array_cache *from, unsigned int max)
926 {
927         /* Figure out how many entries to transfer */
928         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
929
930         if (!nr)
931                 return 0;
932
933         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
934                         sizeof(void *) *nr);
935
936         from->avail -= nr;
937         to->avail += nr;
938         to->touched = 1;
939         return nr;
940 }
941
942 #ifndef CONFIG_NUMA
943
944 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
945 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
946
947 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
948 {
949         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
950 }
951
952 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
953 {
954 }
955
956 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
957 {
958         return 0;
959 }
960
961 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
962                 gfp_t flags)
963 {
964         return NULL;
965 }
966
967 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
968                  gfp_t flags, int nodeid)
969 {
970         return NULL;
971 }
972
973 #else   /* CONFIG_NUMA */
974
975 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
976 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
977
978 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
979 {
980         struct array_cache **ac_ptr;
981         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
982         int i;
983
984         if (limit > 1)
985                 limit = 12;
986         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
987         if (ac_ptr) {
988                 for_each_node(i) {
989                         if (i == node || !node_online(i)) {
990                                 ac_ptr[i] = NULL;
991                                 continue;
992                         }
993                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
994                         if (!ac_ptr[i]) {
995                                 for (i--; i >= 0; i--)
996                                         kfree(ac_ptr[i]);
997                                 kfree(ac_ptr);
998                                 return NULL;
999                         }
1000                 }
1001         }
1002         return ac_ptr;
1003 }
1004
1005 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1006 {
1007         int i;
1008
1009         if (!ac_ptr)
1010                 return;
1011         for_each_node(i)
1012             kfree(ac_ptr[i]);
1013         kfree(ac_ptr);
1014 }
1015
1016 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1017                                 struct array_cache *ac, int node)
1018 {
1019         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1020
1021         if (ac->avail) {
1022                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1023                 /*
1024                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1025                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1026                  * into the free lists and getting them back later.
1027                  */
1028                 if (rl3->shared)
1029                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1030
1031                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1032                 ac->avail = 0;
1033                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1039  */
1040 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1041 {
1042         int node = __get_cpu_var(slab_reap_node);
1043
1044         if (l3->alien) {
1045                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1046
1047                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1048                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1049                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1050                 }
1051         }
1052 }
1053
1054 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1055                                 struct array_cache **alien)
1056 {
1057         int i = 0;
1058         struct array_cache *ac;
1059         unsigned long flags;
1060
1061         for_each_online_node(i) {
1062                 ac = alien[i];
1063                 if (ac) {
1064                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1065                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1066                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1067                 }
1068         }
1069 }
1070
1071 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1072 {
1073         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1074         int nodeid = slabp->nodeid;
1075         struct kmem_list3 *l3;
1076         struct array_cache *alien = NULL;
1077         int node;
1078
1079         node = numa_node_id();
1080
1081         /*
1082          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1083          * cache on this cpu.
1084          */
1085         if (likely(slabp->nodeid == node))
1086                 return 0;
1087
1088         l3 = cachep->nodelists[node];
1089         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1090         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1091                 alien = l3->alien[nodeid];
1092                 spin_lock(&alien->lock);
1093                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1094                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1095                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1096                 }
1097                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1098                 spin_unlock(&alien->lock);
1099         } else {
1100                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1101                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1102                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1103         }
1104         return 1;
1105 }
1106 #endif
1107
1108 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1109 {
1110         struct kmem_cache *cachep;
1111         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1112         int node = cpu_to_node(cpu);
1113         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1116                 struct array_cache *nc;
1117                 struct array_cache *shared;
1118                 struct array_cache **alien;
1119
1120                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1121                 nc = cachep->array[cpu];
1122                 cachep->array[cpu] = NULL;
1123                 l3 = cachep->nodelists[node];
1124
1125                 if (!l3)
1126                         goto free_array_cache;
1127
1128                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1129
1130                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1131                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1132                 if (nc)
1133                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1134
1135                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1136                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1137                         goto free_array_cache;
1138                 }
1139
1140                 shared = l3->shared;
1141                 if (shared) {
1142                         free_block(cachep, shared->entry,
1143                                    shared->avail, node);
1144                         l3->shared = NULL;
1145                 }
1146
1147                 alien = l3->alien;
1148                 l3->alien = NULL;
1149
1150                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1151
1152                 kfree(shared);
1153                 if (alien) {
1154                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1155                         free_alien_cache(alien);
1156                 }
1157 free_array_cache:
1158                 kfree(nc);
1159         }
1160         /*
1161          * In the previous loop, all the objects were freed to
1162          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1163          * shrink each nodelist to its limit.
1164          */
1165         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1166                 l3 = cachep->nodelists[node];
1167                 if (!l3)
1168                         continue;
1169                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1170         }
1171 }
1172
1173 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1174 {
1175         struct kmem_cache *cachep;
1176         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1177         int node = cpu_to_node(cpu);
1178         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1179
1180         /*
1181          * We need to do this right in the beginning since
1182          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1183          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1184          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1185          */
1186
1187         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1188                 /*
1189                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1190                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1191                  * node has not already allocated this
1192                  */
1193                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1194                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1195                         if (!l3)
1196                                 goto bad;
1197                         kmem_list3_init(l3);
1198                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1199                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1200
1201                         /*
1202                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1203                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1204                          * protection here.
1205                          */
1206                         cachep->nodelists[node] = l3;
1207                 }
1208
1209                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1210                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1211                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1212                         cachep->batchcount + cachep->num;
1213                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1214         }
1215
1216         /*
1217          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1218          * array caches
1219          */
1220         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1221                 struct array_cache *nc;
1222                 struct array_cache *shared = NULL;
1223                 struct array_cache **alien = NULL;
1224
1225                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1226                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1227                 if (!nc)
1228                         goto bad;
1229                 if (cachep->shared) {
1230                         shared = alloc_arraycache(node,
1231                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1232                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1233                         if (!shared) {
1234                                 kfree(nc);
1235                                 goto bad;
1236                         }
1237                 }
1238                 if (use_alien_caches) {
1239                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1240                         if (!alien) {
1241                                 kfree(shared);
1242                                 kfree(nc);
1243                                 goto bad;
1244                         }
1245                 }
1246                 cachep->array[cpu] = nc;
1247                 l3 = cachep->nodelists[node];
1248                 BUG_ON(!l3);
1249
1250                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1251                 if (!l3->shared) {
1252                         /*
1253                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1254                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1255                          */
1256                         l3->shared = shared;
1257                         shared = NULL;
1258                 }
1259 #ifdef CONFIG_NUMA
1260                 if (!l3->alien) {
1261                         l3->alien = alien;
1262                         alien = NULL;
1263                 }
1264 #endif
1265                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1266                 kfree(shared);
1267                 free_alien_cache(alien);
1268         }
1269         init_node_lock_keys(node);
1270
1271         return 0;
1272 bad:
1273         cpuup_canceled(cpu);
1274         return -ENOMEM;
1275 }
1276
1277 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1278                                     unsigned long action, void *hcpu)
1279 {
1280         long cpu = (long)hcpu;
1281         int err = 0;
1282
1283         switch (action) {
1284         case CPU_UP_PREPARE:
1285         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1286                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1287                 err = cpuup_prepare(cpu);
1288                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1289                 break;
1290         case CPU_ONLINE:
1291         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1292                 start_cpu_timer(cpu);
1293                 break;
1294 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1295         case CPU_DOWN_PREPARE:
1296         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1297                 /*
1298                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1299                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1300                  * anything expensive but will only modify reap_work
1301                  * and reschedule the timer.
1302                 */
1303                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1304                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1305                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1306                 break;
1307         case CPU_DOWN_FAILED:
1308         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1309                 start_cpu_timer(cpu);
1310                 break;
1311         case CPU_DEAD:
1312         case CPU_DEAD_FROZEN:
1313                 /*
1314                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1315                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1316                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1317                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1318                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1319                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1320                  */
1321                 /* fall through */
1322 #endif
1323         case CPU_UP_CANCELED:
1324         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1325                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1326                 cpuup_canceled(cpu);
1327                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1328                 break;
1329         }
1330         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1331 }
1332
1333 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1334         &cpuup_callback, NULL, 0
1335 };
1336
1337 /*
1338  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1339  */
1340 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1341                         int nodeid)
1342 {
1343         struct kmem_list3 *ptr;
1344
1345         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1346         BUG_ON(!ptr);
1347
1348         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1349         /*
1350          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1351          */
1352         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1353
1354         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1355         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1360  * size of kmem_list3.
1361  */
1362 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1363 {
1364         int node;
1365
1366         for_each_online_node(node) {
1367                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1368                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1369                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1370                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1371         }
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1376  * before smp_init().
1377  */
1378 void __init kmem_cache_init(void)
1379 {
1380         size_t left_over;
1381         struct cache_sizes *sizes;
1382         struct cache_names *names;
1383         int i;
1384         int order;
1385         int node;
1386
1387         if (num_possible_nodes() == 1)
1388                 use_alien_caches = 0;
1389
1390         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1391                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1392                 if (i < MAX_NUMNODES)
1393                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1394         }
1395         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1396
1397         /*
1398          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1399          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1400          */
1401         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1402                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1403
1404         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1405          * from caches that do not exist yet:
1406          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1407          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1408          *    cache_cache is statically allocated.
1409          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1410          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1411          *    array at the end of the bootstrap.
1412          * 2) Create the first kmalloc cache.
1413          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1414          *    An __init data area is used for the head array.
1415          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1416          *    head arrays.
1417          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1418          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1419          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1420          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1421          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1422          */
1423
1424         node = numa_node_id();
1425
1426         /* 1) create the cache_cache */
1427         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1428         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1429         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1430         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1431         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1432
1433         /*
1434          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1435          * can be less than MAX_NUMNODES.
1436          */
1437         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1438                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1439 #if DEBUG
1440         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1441 #endif
1442         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1443                                         cache_line_size());
1444         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1445                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1446
1447         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1448                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1449                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1450                 if (cache_cache.num)
1451                         break;
1452         }
1453         BUG_ON(!cache_cache.num);
1454         cache_cache.gfporder = order;
1455         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1456         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1457                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1458
1459         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1460         sizes = malloc_sizes;
1461         names = cache_names;
1462
1463         /*
1464          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1465          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1466          * bug.
1467          */
1468
1469         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1470                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1471                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1472                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1473                                         NULL);
1474
1475         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1476                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1477                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1478                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1479                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1480                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1481                                 NULL);
1482         }
1483
1484         slab_early_init = 0;
1485
1486         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1487                 /*
1488                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1489                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1490                  * eliminates "false sharing".
1491                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1492                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1493                  */
1494                 if (!sizes->cs_cachep) {
1495                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1496                                         sizes->cs_size,
1497                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1498                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1499                                         NULL);
1500                 }
1501 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1502                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1503                                         names->name_dma,
1504                                         sizes->cs_size,
1505                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1506                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1507                                                 SLAB_PANIC,
1508                                         NULL);
1509 #endif
1510                 sizes++;
1511                 names++;
1512         }
1513         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1514         {
1515                 struct array_cache *ptr;
1516
1517                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1518
1519                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1520                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1521                        sizeof(struct arraycache_init));
1522                 /*
1523                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1524                  */
1525                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1526
1527                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1528
1529                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1530
1531                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1532                        != &initarray_generic.cache);
1533                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1534                        sizeof(struct arraycache_init));
1535                 /*
1536                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1537                  */
1538                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1539
1540                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1541                     ptr;
1542         }
1543         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1544         {
1545                 int nid;
1546
1547                 for_each_online_node(nid) {
1548                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1549
1550                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1551                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1552
1553                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1554                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1555                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1556                         }
1557                 }
1558         }
1559
1560         g_cpucache_up = EARLY;
1561 }
1562
1563 void __init kmem_cache_init_late(void)
1564 {
1565         struct kmem_cache *cachep;
1566
1567         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1568         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1569         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1570                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1571                         BUG();
1572         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1573
1574         /* Done! */
1575         g_cpucache_up = FULL;
1576
1577         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1578         init_lock_keys();
1579
1580         /*
1581          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1582          * cpu_cache_get for all new cpus
1583          */
1584         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1585
1586         /*
1587          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1588          * of the kernel is not yet operational.
1589          */
1590 }
1591
1592 static int __init cpucache_init(void)
1593 {
1594         int cpu;
1595
1596         /*
1597          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1598          */
1599         for_each_online_cpu(cpu)
1600                 start_cpu_timer(cpu);
1601         return 0;
1602 }
1603 __initcall(cpucache_init);
1604
1605 /*
1606  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1607  *
1608  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1609  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1610  * would be relatively rare and ignorable.
1611  */
1612 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1613 {
1614         struct page *page;
1615         int nr_pages;
1616         int i;
1617
1618 #ifndef CONFIG_MMU
1619         /*
1620          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1621          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1622          */
1623         flags |= __GFP_COMP;
1624 #endif
1625
1626         flags |= cachep->gfpflags;
1627         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1628                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1629
1630         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1631         if (!page)
1632                 return NULL;
1633
1634         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1635         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1636                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1637                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1638         else
1639                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1640                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1641         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1642                 __SetPageSlab(page + i);
1643
1644         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1645                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1646
1647                 if (cachep->ctor)
1648                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1649                 else
1650                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1651         }
1652
1653         return page_address(page);
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Interface to system's page release.
1658  */
1659 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1660 {
1661         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1662         struct page *page = virt_to_page(addr);
1663         const unsigned long nr_freed = i;
1664
1665         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1666
1667         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1668                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1669                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1670         else
1671                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1672                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1673         while (i--) {
1674                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1675                 __ClearPageSlab(page);
1676                 page++;
1677         }
1678         if (current->reclaim_state)
1679                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1680         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1681 }
1682
1683 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1684 {
1685         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1686         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1687
1688         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1689         if (OFF_SLAB(cachep))
1690                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1691 }
1692
1693 #if DEBUG
1694
1695 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1696 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1697                             unsigned long caller)
1698 {
1699         int size = obj_size(cachep);
1700
1701         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1702
1703         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1704                 return;
1705
1706         *addr++ = 0x12345678;
1707         *addr++ = caller;
1708         *addr++ = smp_processor_id();
1709         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1710         {
1711                 unsigned long *sptr = &caller;
1712                 unsigned long svalue;
1713
1714                 while (!kstack_end(sptr)) {
1715                         svalue = *sptr++;
1716                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1717                                 *addr++ = svalue;
1718                                 size -= sizeof(unsigned long);
1719                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1720                                         break;
1721                         }
1722                 }
1723
1724         }
1725         *addr++ = 0x87654321;
1726 }
1727 #endif
1728
1729 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1730 {
1731         int size = obj_size(cachep);
1732         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1733
1734         memset(addr, val, size);
1735         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1736 }
1737
1738 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1739 {
1740         int i;
1741         unsigned char error = 0;
1742         int bad_count = 0;
1743
1744         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1745         for (i = 0; i < limit; i++) {
1746                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1747                         error = data[offset + i];
1748                         bad_count++;
1749                 }
1750                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1751         }
1752         printk("\n");
1753
1754         if (bad_count == 1) {
1755                 error ^= POISON_FREE;
1756                 if (!(error & (error - 1))) {
1757                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1758                                         "bad RAM.\n");
1759 #ifdef CONFIG_X86
1760                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1761                                         "test tool.\n");
1762 #else
1763                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1764 #endif
1765                 }
1766         }
1767 }
1768 #endif
1769
1770 #if DEBUG
1771
1772 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1773 {
1774         int i, size;
1775         char *realobj;
1776
1777         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1778                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1779                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1780                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1781         }
1782
1783         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1784                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1785                         *dbg_userword(cachep, objp));
1786                 print_symbol("(%s)",
1787                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1788                 printk("\n");
1789         }
1790         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1791         size = obj_size(cachep);
1792         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1793                 int limit;
1794                 limit = 16;
1795                 if (i + limit > size)
1796                         limit = size - i;
1797                 dump_line(realobj, i, limit);
1798         }
1799 }
1800
1801 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1802 {
1803         char *realobj;
1804         int size, i;
1805         int lines = 0;
1806
1807         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1808         size = obj_size(cachep);
1809
1810         for (i = 0; i < size; i++) {
1811                 char exp = POISON_FREE;
1812                 if (i == size - 1)
1813                         exp = POISON_END;
1814                 if (realobj[i] != exp) {
1815                         int limit;
1816                         /* Mismatch ! */
1817                         /* Print header */
1818                         if (lines == 0) {
1819                                 printk(KERN_ERR
1820                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1821                                         cachep->name, realobj, size);
1822                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1823                         }
1824                         /* Hexdump the affected line */
1825                         i = (i / 16) * 16;
1826                         limit = 16;
1827                         if (i + limit > size)
1828                                 limit = size - i;
1829                         dump_line(realobj, i, limit);
1830                         i += 16;
1831                         lines++;
1832                         /* Limit to 5 lines */
1833                         if (lines > 5)
1834                                 break;
1835                 }
1836         }
1837         if (lines != 0) {
1838                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1839                  * exist:
1840                  */
1841                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1842                 unsigned int objnr;
1843
1844                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1845                 if (objnr) {
1846                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1847                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1848                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1849                                realobj, size);
1850                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1851                 }
1852                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1853                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1854                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1855                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1856                                realobj, size);
1857                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1858                 }
1859         }
1860 }
1861 #endif
1862
1863 #if DEBUG
1864 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1865 {
1866         int i;
1867         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1868                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1869
1870                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1871 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1872                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1873                                         OFF_SLAB(cachep))
1874                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1875                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1876                         else
1877                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1878 #else
1879                         check_poison_obj(cachep, objp);
1880 #endif
1881                 }
1882                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1883                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1884                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1885                                            "was overwritten");
1886                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1887                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1888                                            "was overwritten");
1889                 }
1890         }
1891 }
1892 #else
1893 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1894 {
1895 }
1896 #endif
1897
1898 /**
1899  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1900  * @cachep: cache pointer being destroyed
1901  * @slabp: slab pointer being destroyed
1902  *
1903  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1904  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1905  * cache-lock is not held/needed.
1906  */
1907 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1908 {
1909         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1910
1911         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1912         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1913                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1914
1915                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1916                 slab_rcu->cachep = cachep;
1917                 slab_rcu->addr = addr;
1918                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1919         } else {
1920                 kmem_freepages(cachep, addr);
1921                 if (OFF_SLAB(cachep))
1922                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1923         }
1924 }
1925
1926 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1927 {
1928         int i;
1929         struct kmem_list3 *l3;
1930
1931         for_each_online_cpu(i)
1932             kfree(cachep->array[i]);
1933
1934         /* NUMA: free the list3 structures */
1935         for_each_online_node(i) {
1936                 l3 = cachep->nodelists[i];
1937                 if (l3) {
1938                         kfree(l3->shared);
1939                         free_alien_cache(l3->alien);
1940                         kfree(l3);
1941                 }
1942         }
1943         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1944 }
1945
1946
1947 /**
1948  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1949  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1950  * @size: size of objects to be created in this cache.
1951  * @align: required alignment for the objects.
1952  * @flags: slab allocation flags
1953  *
1954  * Also calculates the number of objects per slab.
1955  *
1956  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1957  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1958  * towards high-order requests, this should be changed.
1959  */
1960 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1961                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1962 {
1963         unsigned long offslab_limit;
1964         size_t left_over = 0;
1965         int gfporder;
1966
1967         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1968                 unsigned int num;
1969                 size_t remainder;
1970
1971                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1972                 if (!num)
1973                         continue;
1974
1975                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1976                         /*
1977                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1978                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1979                          * looping condition in cache_grow().
1980                          */
1981                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
1982                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1983
1984                         if (num > offslab_limit)
1985                                 break;
1986                 }
1987
1988                 /* Found something acceptable - save it away */
1989                 cachep->num = num;
1990                 cachep->gfporder = gfporder;
1991                 left_over = remainder;
1992
1993                 /*
1994                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1995                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1996                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1997                  */
1998                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1999                         break;
2000
2001                 /*
2002                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2003                  * currently bad for the gfp()s.
2004                  */
2005                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2006                         break;
2007
2008                 /*
2009                  * Acceptable internal fragmentation?
2010                  */
2011                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2012                         break;
2013         }
2014         return left_over;
2015 }
2016
2017 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2018 {
2019         if (g_cpucache_up == FULL)
2020                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2021
2022         if (g_cpucache_up == NONE) {
2023                 /*
2024                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2025                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2026                  * further caches will BUG().
2027                  */
2028                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2029
2030                 /*
2031                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2032                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2033                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2034                  */
2035                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2036                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2037                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2038                 else
2039                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2040         } else {
2041                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2042                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2043
2044                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2045                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2046                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2047                 } else {
2048                         int node;
2049                         for_each_online_node(node) {
2050                                 cachep->nodelists[node] =
2051                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2052                                                 gfp, node);
2053                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2054                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2055                         }
2056                 }
2057         }
2058         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2059                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2060                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2061
2062         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2063         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2064         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2065         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2066         cachep->batchcount = 1;
2067         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2068         return 0;
2069 }
2070
2071 /**
2072  * kmem_cache_create - Create a cache.
2073  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2074  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2075  * @align: The required alignment for the objects.
2076  * @flags: SLAB flags
2077  * @ctor: A constructor for the objects.
2078  *
2079  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2080  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2081  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2082  *
2083  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2084  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2085  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2086  * therefore applications must manage it themselves.
2087  *
2088  * The flags are
2089  *
2090  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2091  * to catch references to uninitialised memory.
2092  *
2093  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2094  * for buffer overruns.
2095  *
2096  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2097  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2098  * as davem.
2099  */
2100 struct kmem_cache *
2101 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2102         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2103 {
2104         size_t left_over, slab_size, ralign;
2105         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2106         gfp_t gfp;
2107
2108         /*
2109          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2110          */
2111         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2112             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2113                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2114                                 name);
2115                 BUG();
2116         }
2117
2118         /*
2119          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2120          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2121          */
2122         if (slab_is_available()) {
2123                 get_online_cpus();
2124                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2125         }
2126
2127         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2128                 char tmp;
2129                 int res;
2130
2131                 /*
2132                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2133                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2134                  * area of the module.  Print a warning.
2135                  */
2136                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2137                 if (res) {
2138                         printk(KERN_ERR
2139                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2140                                pc->buffer_size);
2141                         continue;
2142                 }
2143
2144                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2145                         printk(KERN_ERR
2146                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2147                         dump_stack();
2148                         goto oops;
2149                 }
2150         }
2151
2152 #if DEBUG
2153         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2154 #if FORCED_DEBUG
2155         /*
2156          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2157          * large objects, if the increased size would increase the object size
2158          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2159          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2160          */
2161         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2162                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2163                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2164         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2165                 flags |= SLAB_POISON;
2166 #endif
2167         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2168                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2169 #endif
2170         /*
2171          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2172          * isn't available.
2173          */
2174         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2175
2176         /*
2177          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2178          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2179          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2180          */
2181         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2182                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2183                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2184         }
2185
2186         /* calculate the final buffer alignment: */
2187
2188         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2189         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2190                 /*
2191                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2192                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2193                  * one cacheline.
2194                  */
2195                 ralign = cache_line_size();
2196                 while (size <= ralign / 2)
2197                         ralign /= 2;
2198         } else {
2199                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2200         }
2201
2202         /*
2203          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2204          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2205          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2206          */
2207         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2208                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2209
2210         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2211                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2212                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2213                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2214                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2215                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2216         }
2217
2218         /* 2) arch mandated alignment */
2219         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2220                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2221         }
2222         /* 3) caller mandated alignment */
2223         if (ralign < align) {
2224                 ralign = align;
2225         }
2226         /* disable debug if necessary */
2227         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2228                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2229         /*
2230          * 4) Store it.
2231          */
2232         align = ralign;
2233
2234         if (slab_is_available())
2235                 gfp = GFP_KERNEL;
2236         else
2237                 gfp = GFP_NOWAIT;
2238
2239         /* Get cache's description obj. */
2240         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2241         if (!cachep)
2242                 goto oops;
2243
2244 #if DEBUG
2245         cachep->obj_size = size;
2246
2247         /*
2248          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2249          * into align above.
2250          */
2251         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2252                 /* add space for red zone words */
2253                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2254                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2255         }
2256         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2257                 /* user store requires one word storage behind the end of
2258                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2259                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2260                  */
2261                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2262                         size += REDZONE_ALIGN;
2263                 else
2264                         size += BYTES_PER_WORD;
2265         }
2266 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2267         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2268             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2269                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2270                 size = PAGE_SIZE;
2271         }
2272 #endif
2273 #endif
2274
2275         /*
2276          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2277          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2278          * it too early on. Always use on-slab management when
2279          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2280          */
2281         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2282             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2283                 /*
2284                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2285                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2286                  */
2287                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2288
2289         size = ALIGN(size, align);
2290
2291         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2292
2293         if (!cachep->num) {
2294                 printk(KERN_ERR
2295                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2296                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2297                 cachep = NULL;
2298                 goto oops;
2299         }
2300         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2301                           + sizeof(struct slab), align);
2302
2303         /*
2304          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2305          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2306          */
2307         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2308                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2309                 left_over -= slab_size;
2310         }
2311
2312         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2313                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2314                 slab_size =
2315                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2316
2317 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2318                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2319                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2320                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2321                  */
2322                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2323                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2324 #endif
2325         }
2326
2327         cachep->colour_off = cache_line_size();
2328         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2329         if (cachep->colour_off < align)
2330                 cachep->colour_off = align;
2331         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2332         cachep->slab_size = slab_size;
2333         cachep->flags = flags;
2334         cachep->gfpflags = 0;
2335         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2336                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2337         cachep->buffer_size = size;
2338         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2339
2340         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2341                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2342                 /*
2343                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2344                  * But since we go off slab only for object size greater than
2345                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2346                  * this should not happen at all.
2347                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2348                  */
2349                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2350         }
2351         cachep->ctor = ctor;
2352         cachep->name = name;
2353
2354         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2355                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2356                 cachep = NULL;
2357                 goto oops;
2358         }
2359
2360         /* cache setup completed, link it into the list */
2361         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2362 oops:
2363         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2364                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2365                       name);
2366         if (slab_is_available()) {
2367                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2368                 put_online_cpus();
2369         }
2370         return cachep;
2371 }
2372 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2373
2374 #if DEBUG
2375 static void check_irq_off(void)
2376 {
2377         BUG_ON(!irqs_disabled());
2378 }
2379
2380 static void check_irq_on(void)
2381 {
2382         BUG_ON(irqs_disabled());
2383 }
2384
2385 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2386 {
2387 #ifdef CONFIG_SMP
2388         check_irq_off();
2389         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2390 #endif
2391 }
2392
2393 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2394 {
2395 #ifdef CONFIG_SMP
2396         check_irq_off();
2397         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2398 #endif
2399 }
2400
2401 #else
2402 #define check_irq_off() do { } while(0)
2403 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2404 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2405 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2406 #endif
2407
2408 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2409                         struct array_cache *ac,
2410                         int force, int node);
2411
2412 static void do_drain(void *arg)
2413 {
2414         struct kmem_cache *cachep = arg;
2415         struct array_cache *ac;
2416         int node = numa_node_id();
2417
2418         check_irq_off();
2419         ac = cpu_cache_get(cachep);
2420         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2421         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2422         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2423         ac->avail = 0;
2424 }
2425
2426 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2427 {
2428         struct kmem_list3 *l3;
2429         int node;
2430
2431         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2432         check_irq_on();
2433         for_each_online_node(node) {
2434                 l3 = cachep->nodelists[node];
2435                 if (l3 && l3->alien)
2436                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2437         }
2438
2439         for_each_online_node(node) {
2440                 l3 = cachep->nodelists[node];
2441                 if (l3)
2442                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2443         }
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Remove slabs from the list of free slabs.
2448  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2449  *
2450  * Returns the actual number of slabs released.
2451  */
2452 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2453                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2454 {
2455         struct list_head *p;
2456         int nr_freed;
2457         struct slab *slabp;
2458
2459         nr_freed = 0;
2460         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2461
2462                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2463                 p = l3->slabs_free.prev;
2464                 if (p == &l3->slabs_free) {
2465                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2466                         goto out;
2467                 }
2468
2469                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2470 #if DEBUG
2471                 BUG_ON(slabp->inuse);
2472 #endif
2473                 list_del(&slabp->list);
2474                 /*
2475                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2476                  * to the cache.
2477                  */
2478                 l3->free_objects -= cache->num;
2479                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2480                 slab_destroy(cache, slabp);
2481                 nr_freed++;
2482         }
2483 out:
2484         return nr_freed;
2485 }
2486
2487 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2488 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2489 {
2490         int ret = 0, i = 0;
2491         struct kmem_list3 *l3;
2492
2493         drain_cpu_caches(cachep);
2494
2495         check_irq_on();
2496         for_each_online_node(i) {
2497                 l3 = cachep->nodelists[i];
2498                 if (!l3)
2499                         continue;
2500
2501                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2502
2503                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2504                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2505         }
2506         return (ret ? 1 : 0);
2507 }
2508
2509 /**
2510  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2511  * @cachep: The cache to shrink.
2512  *
2513  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2514  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2515  */
2516 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2517 {
2518         int ret;
2519         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2520
2521         get_online_cpus();
2522         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2523         ret = __cache_shrink(cachep);
2524         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2525         put_online_cpus();
2526         return ret;
2527 }
2528 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2529
2530 /**
2531  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2532  * @cachep: the cache to destroy
2533  *
2534  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2535  *
2536  * It is expected this function will be called by a module when it is
2537  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2538  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2539  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2540  *
2541  * The cache must be empty before calling this function.
2542  *
2543  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2544  * during the kmem_cache_destroy().
2545  */
2546 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2547 {
2548         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2549
2550         /* Find the cache in the chain of caches. */
2551         get_online_cpus();
2552         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2553         /*
2554          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2555          */
2556         list_del(&cachep->next);
2557         if (__cache_shrink(cachep)) {
2558                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2559                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2560                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2561                 put_online_cpus();
2562                 return;
2563         }
2564
2565         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2566                 rcu_barrier();
2567
2568         __kmem_cache_destroy(cachep);
2569         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2570         put_online_cpus();
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2573
2574 /*
2575  * Get the memory for a slab management obj.
2576  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2577  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2578  * come from the same cache which is getting created because,
2579  * when we are searching for an appropriate cache for these
2580  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2581  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2582  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2583  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2584  */
2585 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2586                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2587                                    int nodeid)
2588 {
2589         struct slab *slabp;
2590
2591         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2592                 /* Slab management obj is off-slab. */
2593                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2594                                               local_flags, nodeid);
2595                 /*
2596                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2597                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2598                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2599                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2600                  */
2601                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2602                                    local_flags);
2603                 if (!slabp)
2604                         return NULL;
2605         } else {
2606                 slabp = objp + colour_off;
2607                 colour_off += cachep->slab_size;
2608         }
2609         slabp->inuse = 0;
2610         slabp->colouroff = colour_off;
2611         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2612         slabp->nodeid = nodeid;
2613         slabp->free = 0;
2614         return slabp;
2615 }
2616
2617 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2618 {
2619         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2620 }
2621
2622 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2623                             struct slab *slabp)
2624 {
2625         int i;
2626
2627         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2628                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2629 #if DEBUG
2630                 /* need to poison the objs? */
2631                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2632                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2633                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2634                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2635
2636                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2637                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2638                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2639                 }
2640                 /*
2641                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2642                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2643                  * They must also be threaded.
2644                  */
2645                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2646                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2647
2648                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2649                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2650                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2651                                            " end of an object");
2652                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2653                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2654                                            " start of an object");
2655                 }
2656                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2657                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2658                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2659                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2660 #else
2661                 if (cachep->ctor)
2662                         cachep->ctor(objp);
2663 #endif
2664                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2665         }
2666         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2667 }
2668
2669 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2670 {
2671         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2672                 if (flags & GFP_DMA)
2673                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2674                 else
2675                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2676         }
2677 }
2678
2679 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2680                                 int nodeid)
2681 {
2682         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2683         kmem_bufctl_t next;
2684
2685         slabp->inuse++;
2686         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2687 #if DEBUG
2688         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2689         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2690 #endif
2691         slabp->free = next;
2692
2693         return objp;
2694 }
2695
2696 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2697                                 void *objp, int nodeid)
2698 {
2699         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2700
2701 #if DEBUG
2702         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2703         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2704
2705         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2706                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2707                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2708                 BUG();
2709         }
2710 #endif
2711         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2712         slabp->free = objnr;
2713         slabp->inuse--;
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2718  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2719  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2720  */
2721 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2722                            void *addr)
2723 {
2724         int nr_pages;
2725         struct page *page;
2726
2727         page = virt_to_page(addr);
2728
2729         nr_pages = 1;
2730         if (likely(!PageCompound(page)))
2731                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2732
2733         do {
2734                 page_set_cache(page, cache);
2735                 page_set_slab(page, slab);
2736                 page++;
2737         } while (--nr_pages);
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2742  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2743  */
2744 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2745                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2746 {
2747         struct slab *slabp;
2748         size_t offset;
2749         gfp_t local_flags;
2750         struct kmem_list3 *l3;
2751
2752         /*
2753          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2754          * critical path in kmem_cache_alloc().
2755          */
2756         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2757         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2758
2759         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2760         check_irq_off();
2761         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2762         spin_lock(&l3->list_lock);
2763
2764         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2765         offset = l3->colour_next;
2766         l3->colour_next++;
2767         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2768                 l3->colour_next = 0;
2769         spin_unlock(&l3->list_lock);
2770
2771         offset *= cachep->colour_off;
2772
2773         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2774                 local_irq_enable();
2775
2776         /*
2777          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2778          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2779          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2780          * will eventually be caught here (where it matters).
2781          */
2782         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2783
2784         /*
2785          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2786          * 'nodeid'.
2787          */
2788         if (!objp)
2789                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2790         if (!objp)
2791                 goto failed;
2792
2793         /* Get slab management. */
2794         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2795                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2796         if (!slabp)
2797                 goto opps1;
2798
2799         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2800
2801         cache_init_objs(cachep, slabp);
2802
2803         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2804                 local_irq_disable();
2805         check_irq_off();
2806         spin_lock(&l3->list_lock);
2807
2808         /* Make slab active. */
2809         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2810         STATS_INC_GROWN(cachep);
2811         l3->free_objects += cachep->num;
2812         spin_unlock(&l3->list_lock);
2813         return 1;
2814 opps1:
2815         kmem_freepages(cachep, objp);
2816 failed:
2817         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2818                 local_irq_disable();
2819         return 0;
2820 }
2821
2822 #if DEBUG
2823
2824 /*
2825  * Perform extra freeing checks:
2826  * - detect bad pointers.
2827  * - POISON/RED_ZONE checking
2828  */
2829 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2830 {
2831         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2832                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2833                        (unsigned long)objp);
2834                 BUG();
2835         }
2836 }
2837
2838 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2839 {
2840         unsigned long long redzone1, redzone2;
2841
2842         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2843         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2844
2845         /*
2846          * Redzone is ok.
2847          */
2848         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2849                 return;
2850
2851         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2852                 slab_error(cache, "double free detected");
2853         else
2854                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2855
2856         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2857                         obj, redzone1, redzone2);
2858 }
2859
2860 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2861                                    void *caller)
2862 {
2863         struct page *page;
2864         unsigned int objnr;
2865         struct slab *slabp;
2866
2867         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2868
2869         objp -= obj_offset(cachep);
2870         kfree_debugcheck(objp);
2871         page = virt_to_head_page(objp);
2872
2873         slabp = page_get_slab(page);
2874
2875         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2876                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2877                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2878                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2879         }
2880         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2881                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2882
2883         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2884
2885         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2886         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2887
2888 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2889         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2890 #endif
2891         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2892 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2893                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2894                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2895                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2896                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2897                 } else {
2898                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2899                 }
2900 #else
2901                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2902 #endif
2903         }
2904         return objp;
2905 }
2906
2907 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2908 {
2909         kmem_bufctl_t i;
2910         int entries = 0;
2911
2912         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2913         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2914                 entries++;
2915                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2916                         goto bad;
2917         }
2918         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2919 bad:
2920                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2921                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2922                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2923                 for (i = 0;
2924                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2925                      i++) {
2926                         if (i % 16 == 0)
2927                                 printk("\n%03x:", i);
2928                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2929                 }
2930                 printk("\n");
2931                 BUG();
2932         }
2933 }
2934 #else
2935 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2936 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2937 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2938 #endif
2939
2940 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2941 {
2942         int batchcount;
2943         struct kmem_list3 *l3;
2944         struct array_cache *ac;
2945         int node;
2946
2947 retry:
2948         check_irq_off();
2949         node = numa_node_id();
2950         ac = cpu_cache_get(cachep);
2951         batchcount = ac->batchcount;
2952         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2953                 /*
2954                  * If there was little recent activity on this cache, then
2955                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2956                  * refill bouncing.
2957                  */
2958                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2959         }
2960         l3 = cachep->nodelists[node];
2961
2962         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2963         spin_lock(&l3->list_lock);
2964
2965         /* See if we can refill from the shared array */
2966         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2967                 goto alloc_done;
2968
2969         while (batchcount > 0) {
2970                 struct list_head *entry;
2971                 struct slab *slabp;
2972                 /* Get slab alloc is to come from. */
2973                 entry = l3->slabs_partial.next;
2974                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2975                         l3->free_touched = 1;
2976                         entry = l3->slabs_free.next;
2977                         if (entry == &l3->slabs_free)
2978                                 goto must_grow;
2979                 }
2980
2981                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2982                 check_slabp(cachep, slabp);
2983                 check_spinlock_acquired(cachep);
2984
2985                 /*
2986                  * The slab was either on partial or free list so
2987                  * there must be at least one object available for
2988                  * allocation.
2989                  */
2990                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
2991
2992                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2993                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2994                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2995                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2996
2997                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2998                                                             node);
2999                 }
3000                 check_slabp(cachep, slabp);
3001
3002                 /* move slabp to correct slabp list: */
3003                 list_del(&slabp->list);
3004                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3005                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3006                 else
3007                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3008         }
3009
3010 must_grow:
3011         l3->free_objects -= ac->avail;
3012 alloc_done:
3013         spin_unlock(&l3->list_lock);
3014
3015         if (unlikely(!ac->avail)) {
3016                 int x;
3017                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3018
3019                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3020                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3021                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3022                         return NULL;
3023
3024                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3025                         goto retry;
3026         }
3027         ac->touched = 1;
3028         return ac->entry[--ac->avail];
3029 }
3030
3031 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3032                                                 gfp_t flags)
3033 {
3034         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3035 #if DEBUG
3036         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3037 #endif
3038 }
3039
3040 #if DEBUG
3041 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3042                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3043 {
3044         if (!objp)
3045                 return objp;
3046         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3047 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3048                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3049                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3050                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3051                 else
3052                         check_poison_obj(cachep, objp);
3053 #else
3054                 check_poison_obj(cachep, objp);
3055 #endif
3056                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3057         }
3058         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3059                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3060
3061         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3062                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3063                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3064                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3065                                                 " object was overwritten");
3066                         printk(KERN_ERR
3067                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3068                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3069                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3070                 }
3071                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3072                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3073         }
3074 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3075         {
3076                 struct slab *slabp;
3077                 unsigned objnr;
3078
3079                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3080                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3081                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3082         }
3083 #endif
3084         objp += obj_offset(cachep);
3085         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3086                 cachep->ctor(objp);
3087 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3088         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3089                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3090                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3091         }
3092 #endif
3093         return objp;
3094 }
3095 #else
3096 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3097 #endif
3098
3099 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3100 {
3101         if (cachep == &cache_cache)
3102                 return false;
3103
3104         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3105 }
3106
3107 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3108 {
3109         void *objp;
3110         struct array_cache *ac;
3111
3112         check_irq_off();
3113
3114         ac = cpu_cache_get(cachep);
3115         if (likely(ac->avail)) {
3116                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3117                 ac->touched = 1;
3118                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3119         } else {
3120                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3121                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3122                 /*
3123                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3124                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3125                  */
3126                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3127         }
3128         /*
3129          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3130          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3131          * treat the array pointers as a reference to the object.
3132          */
3133         if (objp)
3134                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3135         return objp;
3136 }
3137
3138 #ifdef CONFIG_NUMA
3139 /*
3140  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3141  *
3142  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3143  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3144  */
3145 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3146 {
3147         int nid_alloc, nid_here;
3148
3149         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3150                 return NULL;
3151         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3152         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3153                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3154         else if (current->mempolicy)
3155                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3156         if (nid_alloc != nid_here)
3157                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3158         return NULL;
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3163  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3164  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3165  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3166  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3167  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3168  */
3169 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3170 {
3171         struct zonelist *zonelist;
3172         gfp_t local_flags;
3173         struct zoneref *z;
3174         struct zone *zone;
3175         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3176         void *obj = NULL;
3177         int nid;
3178
3179         if (flags & __GFP_THISNODE)
3180                 return NULL;
3181
3182         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3183         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3184
3185 retry:
3186         /*
3187          * Look through allowed nodes for objects available
3188          * from existing per node queues.
3189          */
3190         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3191                 nid = zone_to_nid(zone);
3192
3193                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3194                         cache->nodelists[nid] &&
3195                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3196                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3197                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3198                                 if (obj)
3199                                         break;
3200                 }
3201         }
3202
3203         if (!obj) {
3204                 /*
3205                  * This allocation will be performed within the constraints
3206                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3207                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3208                  * set and go into memory reserves if necessary.
3209                  */
3210                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3211                         local_irq_enable();
3212                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3213                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_node_id());
3214                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3215                         local_irq_disable();
3216                 if (obj) {
3217                         /*
3218                          * Insert into the appropriate per node queues
3219                          */
3220                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3221                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3222                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3223                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3224                                 if (!obj)
3225                                         /*
3226                                          * Another processor may allocate the
3227                                          * objects in the slab since we are
3228                                          * not holding any locks.
3229                                          */
3230                                         goto retry;
3231                         } else {
3232                                 /* cache_grow already freed obj */
3233                                 obj = NULL;
3234                         }
3235                 }
3236         }
3237         return obj;
3238 }
3239
3240 /*
3241  * A interface to enable slab creation on nodeid
3242  */
3243 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3244                                 int nodeid)
3245 {
3246         struct list_head *entry;
3247         struct slab *slabp;
3248         struct kmem_list3 *l3;
3249         void *obj;
3250         int x;
3251
3252         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3253         BUG_ON(!l3);
3254
3255 retry:
3256         check_irq_off();
3257         spin_lock(&l3->list_lock);
3258         entry = l3->slabs_partial.next;
3259         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3260                 l3->free_touched = 1;
3261                 entry = l3->slabs_free.next;
3262                 if (entry == &l3->slabs_free)
3263                         goto must_grow;
3264         }
3265
3266         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3267         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3268         check_slabp(cachep, slabp);
3269
3270         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3271         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3272         STATS_SET_HIGH(cachep);
3273
3274         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3275
3276         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3277         check_slabp(cachep, slabp);
3278         l3->free_objects--;
3279         /* move slabp to correct slabp list: */
3280         list_del(&slabp->list);
3281
3282         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3283                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3284         else
3285                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3286
3287         spin_unlock(&l3->list_lock);
3288         goto done;
3289
3290 must_grow:
3291         spin_unlock(&l3->list_lock);
3292         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3293         if (x)
3294                 goto retry;
3295
3296         return fallback_alloc(cachep, flags);
3297
3298 done:
3299         return obj;
3300 }
3301
3302 /**
3303  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3304  * @cachep: The cache to allocate from.
3305  * @flags: See kmalloc().
3306  * @nodeid: node number of the target node.
3307  * @caller: return address of caller, used for debug information
3308  *
3309  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3310  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3311  *
3312  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3313  */
3314 static __always_inline void *
3315 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3316                    void *caller)
3317 {
3318         unsigned long save_flags;
3319         void *ptr;
3320
3321         flags &= gfp_allowed_mask;
3322
3323         lockdep_trace_alloc(flags);
3324
3325         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3326                 return NULL;
3327
3328         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3329         local_irq_save(save_flags);
3330
3331         if (nodeid == -1)
3332                 nodeid = numa_node_id();
3333
3334         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3335                 /* Node not bootstrapped yet */
3336                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3337                 goto out;
3338         }
3339
3340         if (nodeid == numa_node_id()) {
3341                 /*
3342                  * Use the locally cached objects if possible.
3343                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3344                  * to other nodes. It may fail while we still have
3345                  * objects on other nodes available.
3346                  */
3347                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3348                 if (ptr)
3349                         goto out;
3350         }
3351         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3352         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3353   out:
3354         local_irq_restore(save_flags);
3355         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3356         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3357                                  flags);
3358
3359         if (likely(ptr))
3360                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3361
3362         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3363                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3364
3365         return ptr;
3366 }
3367
3368 static __always_inline void *
3369 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3370 {
3371         void *objp;
3372
3373         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3374                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3375                 if (objp)
3376                         goto out;
3377         }
3378         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3379
3380         /*
3381          * We may just have run out of memory on the local node.
3382          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3383          */
3384         if (!objp)
3385                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3386
3387   out:
3388         return objp;
3389 }
3390 #else
3391
3392 static __always_inline void *
3393 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3394 {
3395         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3396 }
3397
3398 #endif /* CONFIG_NUMA */
3399
3400 static __always_inline void *
3401 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3402 {
3403         unsigned long save_flags;
3404         void *objp;
3405
3406         flags &= gfp_allowed_mask;
3407
3408         lockdep_trace_alloc(flags);
3409
3410         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3411                 return NULL;
3412
3413         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3414         local_irq_save(save_flags);
3415         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3416         local_irq_restore(save_flags);
3417         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3418         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3419                                  flags);
3420         prefetchw(objp);
3421
3422         if (likely(objp))
3423                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3424
3425         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3426                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3427
3428         return objp;
3429 }
3430
3431 /*
3432  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3433  */
3434 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3435                        int node)
3436 {
3437         int i;
3438         struct kmem_list3 *l3;
3439
3440         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3441                 void *objp = objpp[i];
3442                 struct slab *slabp;
3443
3444                 slabp = virt_to_slab(objp);
3445                 l3 = cachep->nodelists[node];
3446                 list_del(&slabp->list);
3447                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3448                 check_slabp(cachep, slabp);
3449                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3450                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3451                 l3->free_objects++;
3452                 check_slabp(cachep, slabp);
3453
3454                 /* fixup slab chains */
3455                 if (slabp->inuse == 0) {
3456                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3457                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3458                                 /* No need to drop any previously held
3459                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3460                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3461                                  * a different cache, refer to comments before
3462                                  * alloc_slabmgmt.
3463                                  */
3464                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3465                         } else {
3466                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3467                         }
3468                 } else {
3469                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3470                          * partial list on free - maximum time for the
3471                          * other objects to be freed, too.
3472                          */
3473                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3474                 }
3475         }
3476 }
3477
3478 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3479 {
3480         int batchcount;
3481         struct kmem_list3 *l3;
3482         int node = numa_node_id();
3483
3484         batchcount = ac->batchcount;
3485 #if DEBUG
3486         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3487 #endif
3488         check_irq_off();
3489         l3 = cachep->nodelists[node];
3490         spin_lock(&l3->list_lock);
3491         if (l3->shared) {
3492                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3493                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3494                 if (max) {
3495                         if (batchcount > max)
3496                                 batchcount = max;
3497                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3498                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3499                         shared_array->avail += batchcount;
3500                         goto free_done;
3501                 }
3502         }
3503
3504         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3505 free_done:
3506 #if STATS
3507         {
3508                 int i = 0;
3509                 struct list_head *p;
3510
3511                 p = l3->slabs_free.next;
3512                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3513                         struct slab *slabp;
3514
3515                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3516                         BUG_ON(slabp->inuse);
3517
3518                         i++;
3519                         p = p->next;
3520                 }
3521                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3522         }
3523 #endif
3524         spin_unlock(&l3->list_lock);
3525         ac->avail -= batchcount;
3526         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3527 }
3528
3529 /*
3530  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3531  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3532  */
3533 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3534 {
3535         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3536
3537         check_irq_off();
3538         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3539         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3540
3541         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3542
3543         /*
3544          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3545          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3546          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3547          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3548          * the cache.
3549          */
3550         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3551                 return;
3552
3553         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3554                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3555                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3556                 return;
3557         } else {
3558                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3559                 cache_flusharray(cachep, ac);
3560                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3561         }
3562 }
3563
3564 /**
3565  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3566  * @cachep: The cache to allocate from.
3567  * @flags: See kmalloc().
3568  *
3569  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3570  * if the cache has no available objects.
3571  */
3572 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3573 {
3574         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3575
3576         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3577                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3578
3579         return ret;
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3582
3583 #ifdef CONFIG_TRACING
3584 void *kmem_cache_alloc_notrace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3585 {
3586         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_notrace);
3589 #endif
3590
3591 /**
3592  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might be a slab entry.
3593  * @cachep: the cache we're checking against
3594  * @ptr: pointer to validate
3595  *
3596  * This verifies that the untrusted pointer looks sane;
3597  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3598  * part of the slab cache in question, but it at least
3599  * validates that the pointer can be dereferenced and
3600  * looks half-way sane.
3601  *
3602  * Currently only used for dentry validation.
3603  */
3604 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3605 {
3606         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3607         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3608         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3609         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3610         struct page *page;
3611
3612         if (unlikely(addr < min_addr))
3613                 goto out;
3614         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3615                 goto out;
3616         if (unlikely(addr & align_mask))
3617                 goto out;
3618         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3619                 goto out;
3620         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3621                 goto out;
3622         page = virt_to_page(ptr);
3623         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3624                 goto out;
3625         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3626                 goto out;
3627         return 1;
3628 out:
3629         return 0;
3630 }
3631
3632 #ifdef CONFIG_NUMA
3633 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3634 {
3635         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3636                                        __builtin_return_address(0));
3637
3638         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3639                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3640                                     flags, nodeid);
3641
3642         return ret;
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3645
3646 #ifdef CONFIG_TRACING
3647 void *kmem_cache_alloc_node_notrace(struct kmem_cache *cachep,
3648                                     gfp_t flags,
3649                                     int nodeid)
3650 {
3651         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3652                                   __builtin_return_address(0));
3653 }
3654 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_notrace);
3655 #endif
3656
3657 static __always_inline void *
3658 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3659 {
3660         struct kmem_cache *cachep;
3661         void *ret;
3662
3663         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3664         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3665                 return cachep;
3666         ret = kmem_cache_alloc_node_notrace(cachep, flags, node);
3667
3668         trace_kmalloc_node((unsigned long) caller, ret,
3669                            size, cachep->buffer_size, flags, node);
3670
3671         return ret;
3672 }
3673
3674 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3675 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3676 {
3677         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3678                         __builtin_return_address(0));
3679 }
3680 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3681
3682 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3683                 int node, unsigned long caller)
3684 {
3685         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3686 }
3687 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3688 #else
3689 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3690 {
3691         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3692 }
3693 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3694 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3695 #endif /* CONFIG_NUMA */
3696
3697 /**
3698  * __do_kmalloc - allocate memory
3699  * @size: how many bytes of memory are required.
3700  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3701  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3702  */
3703 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3704                                           void *caller)
3705 {
3706         struct kmem_cache *cachep;
3707         void *ret;
3708
3709         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3710          * __ with kmem_.
3711          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3712          * functions.
3713          */
3714         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3715         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3716                 return cachep;
3717         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3718
3719         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3720                       size, cachep->buffer_size, flags);
3721
3722         return ret;
3723 }
3724
3725
3726 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3727 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3728 {
3729         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3730 }
3731 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3732
3733 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3734 {
3735         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3736 }
3737 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3738
3739 #else
3740 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3741 {
3742         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3745 #endif
3746
3747 /**
3748  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3749  * @cachep: The cache the allocation was from.
3750  * @objp: The previously allocated object.
3751  *
3752  * Free an object which was previously allocated from this
3753  * cache.
3754  */
3755 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3756 {
3757         unsigned long flags;
3758
3759         local_irq_save(flags);
3760         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3761         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3762                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3763         __cache_free(cachep, objp);
3764         local_irq_restore(flags);
3765
3766         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3767 }
3768 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3769
3770 /**
3771  * kfree - free previously allocated memory
3772  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3773  *
3774  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3775  *
3776  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3777  * or you will run into trouble.
3778  */
3779 void kfree(const void *objp)
3780 {
3781         struct kmem_cache *c;
3782         unsigned long flags;
3783
3784         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3785
3786         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3787                 return;
3788         local_irq_save(flags);
3789         kfree_debugcheck(objp);
3790         c = virt_to_cache(objp);
3791         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3792         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3793         __cache_free(c, (void *)objp);
3794         local_irq_restore(flags);
3795 }
3796 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3797
3798 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3799 {
3800         return obj_size(cachep);
3801 }
3802 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3803
3804 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3805 {
3806         return cachep->name;
3807 }
3808 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3809
3810 /*
3811  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3812  */
3813 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3814 {
3815         int node;
3816         struct kmem_list3 *l3;
3817         struct array_cache *new_shared;
3818         struct array_cache **new_alien = NULL;
3819
3820         for_each_online_node(node) {
3821
3822                 if (use_alien_caches) {
3823                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3824                         if (!new_alien)
3825                                 goto fail;
3826                 }
3827
3828                 new_shared = NULL;
3829                 if (cachep->shared) {
3830                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3831                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3832                                         0xbaadf00d, gfp);
3833                         if (!new_shared) {
3834                                 free_alien_cache(new_alien);
3835                                 goto fail;
3836                         }
3837                 }
3838
3839                 l3 = cachep->nodelists[node];
3840                 if (l3) {
3841                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3842
3843                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3844
3845                         if (shared)
3846                                 free_block(cachep, shared->entry,
3847                                                 shared->avail, node);
3848
3849                         l3->shared = new_shared;
3850                         if (!l3->alien) {
3851                                 l3->alien = new_alien;
3852                                 new_alien = NULL;
3853                         }
3854                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3855                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3856                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3857                         kfree(shared);
3858                         free_alien_cache(new_alien);
3859                         continue;
3860                 }
3861                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3862                 if (!l3) {
3863                         free_alien_cache(new_alien);
3864                         kfree(new_shared);
3865                         goto fail;
3866                 }
3867
3868                 kmem_list3_init(l3);
3869                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3870                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3871                 l3->shared = new_shared;
3872                 l3->alien = new_alien;
3873                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3874                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3875                 cachep->nodelists[node] = l3;
3876         }
3877         return 0;
3878
3879 fail:
3880         if (!cachep->next.next) {
3881                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3882                 node--;
3883                 while (node >= 0) {
3884                         if (cachep->nodelists[node]) {
3885                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3886
3887                                 kfree(l3->shared);
3888                                 free_alien_cache(l3->alien);
3889                                 kfree(l3);
3890                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3891                         }
3892                         node--;
3893                 }
3894         }
3895         return -ENOMEM;
3896 }
3897
3898 struct ccupdate_struct {
3899         struct kmem_cache *cachep;
3900         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3901 };
3902
3903 static void do_ccupdate_local(void *info)
3904 {
3905         struct ccupdate_struct *new = info;
3906         struct array_cache *old;
3907
3908         check_irq_off();
3909         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3910
3911         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3912         new->new[smp_processor_id()] = old;
3913 }
3914
3915 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3916 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3917                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3918 {
3919         struct ccupdate_struct *new;
3920         int i;
3921
3922         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3923         if (!new)
3924                 return -ENOMEM;
3925
3926         for_each_online_cpu(i) {
3927                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3928                                                 batchcount, gfp);
3929                 if (!new->new[i]) {
3930                         for (i--; i >= 0; i--)
3931                                 kfree(new->new[i]);
3932                         kfree(new);
3933                         return -ENOMEM;
3934                 }
3935         }
3936         new->cachep = cachep;
3937
3938         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3939
3940         check_irq_on();
3941         cachep->batchcount = batchcount;
3942         cachep->limit = limit;
3943         cachep->shared = shared;
3944
3945         for_each_online_cpu(i) {
3946                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3947                 if (!ccold)
3948                         continue;
3949                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3950                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3951                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3952                 kfree(ccold);
3953         }
3954         kfree(new);
3955         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3956 }
3957
3958 /* Called with cache_chain_mutex held always */
3959 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3960 {
3961         int err;
3962         int limit, shared;
3963
3964         /*
3965          * The head array serves three purposes:
3966          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3967          * - reduce the number of spinlock operations.
3968          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3969          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3970          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3971          * Bonwick.
3972          */
3973         if (cachep->buffer_size > 131072)
3974                 limit = 1;
3975         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3976                 limit = 8;
3977         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3978                 limit = 24;
3979         else if (cachep->buffer_size > 256)
3980                 limit = 54;
3981         else
3982                 limit = 120;
3983
3984         /*
3985          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3986          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3987          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3988          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3989          * replaces Bonwick's magazine layer.
3990          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3991          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3992          */
3993         shared = 0;
3994         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3995                 shared = 8;
3996
3997 #if DEBUG
3998         /*
3999          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4000          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4001          */
4002         if (limit > 32)
4003                 limit = 32;
4004 #endif
4005         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4006         if (err)
4007                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4008                        cachep->name, -err);
4009         return err;
4010 }
4011
4012 /*
4013  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4014  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4015  * if drain_array() is used on the shared array.
4016  */
4017 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4018                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4019 {
4020         int tofree;
4021
4022         if (!ac || !ac->avail)
4023                 return;
4024         if (ac->touched && !force) {
4025                 ac->touched = 0;
4026         } else {
4027                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4028                 if (ac->avail) {
4029                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4030                         if (tofree > ac->avail)
4031                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4032                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4033                         ac->avail -= tofree;
4034                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4035                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4036                 }
4037                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4038         }
4039 }
4040
4041 /**
4042  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4043  * @w: work descriptor
4044  *
4045  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4046  * Purpose:
4047  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4048  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4049  *
4050  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4051  * again on the next iteration.
4052  */
4053 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4054 {
4055         struct kmem_cache *searchp;
4056         struct kmem_list3 *l3;
4057         int node = numa_node_id();
4058         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4059
4060         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4061                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4062                 goto out;
4063
4064         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4065                 check_irq_on();
4066
4067                 /*
4068                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4069                  * have established with reasonable certainty that
4070                  * we can do some work if the lock was obtained.
4071                  */
4072                 l3 = searchp->nodelists[node];
4073
4074                 reap_alien(searchp, l3);
4075
4076                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4077
4078                 /*
4079                  * These are racy checks but it does not matter
4080                  * if we skip one check or scan twice.
4081                  */
4082                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4083                         goto next;
4084
4085                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4086
4087                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4088
4089                 if (l3->free_touched)
4090                         l3->free_touched = 0;
4091                 else {
4092                         int freed;
4093
4094                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4095                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4096                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4097                 }
4098 next:
4099                 cond_resched();
4100         }
4101         check_irq_on();
4102         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4103         next_reap_node();
4104 out:
4105         /* Set up the next iteration */
4106         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4107 }
4108
4109 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4110
4111 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4112 {
4113         /*
4114          * Output format version, so at least we can change it
4115          * without _too_ many complaints.
4116          */
4117 #if STATS
4118         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4119 #else
4120         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4121 #endif
4122         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4123                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4124         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4125         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4126 #if STATS
4127         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4128                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4129         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4130 #endif
4131         seq_putc(m, '\n');
4132 }
4133
4134 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4135 {
4136         loff_t n = *pos;
4137
4138         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4139         if (!n)
4140                 print_slabinfo_header(m);
4141
4142         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4143 }
4144
4145 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4146 {
4147         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4148 }
4149
4150 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4151 {
4152         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4153 }
4154
4155 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4156 {
4157         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4158         struct slab *slabp;
4159         unsigned long active_objs;
4160         unsigned long num_objs;
4161         unsigned long active_slabs = 0;
4162         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4163         const char *name;
4164         char *error = NULL;
4165         int node;
4166         struct kmem_list3 *l3;
4167
4168         active_objs = 0;
4169         num_slabs = 0;
4170         for_each_online_node(node) {
4171                 l3 = cachep->nodelists[node];
4172                 if (!l3)
4173                         continue;
4174
4175                 check_irq_on();
4176                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4177
4178                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4179                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4180                                 error = "slabs_full accounting error";
4181                         active_objs += cachep->num;
4182                         active_slabs++;
4183                 }
4184                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4185                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4186                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4187                         if (!slabp->inuse && !error)
4188                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4189                         active_objs += slabp->inuse;
4190                         active_slabs++;
4191                 }
4192                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4193                         if (slabp->inuse && !error)
4194                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4195                         num_slabs++;
4196                 }
4197                 free_objects += l3->free_objects;
4198                 if (l3->shared)
4199                         shared_avail += l3->shared->avail;
4200
4201                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4202         }
4203         num_slabs += active_slabs;
4204         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4205         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4206                 error = "free_objects accounting error";
4207
4208         name = cachep->name;
4209         if (error)
4210                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4211
4212         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4213                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4214                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4215         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4216                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4217         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4218                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4219 #if STATS
4220         {                       /* list3 stats */
4221                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4222                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4223                 unsigned long grown = cachep->grown;
4224                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4225                 unsigned long errors = cachep->errors;
4226                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4227                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4228                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4229                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4230
4231                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4232                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4233                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4234                                 node_frees, overflows);
4235         }
4236         /* cpu stats */
4237         {
4238                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4239                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4240                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4241                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4242
4243                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4244                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4245         }
4246 #endif
4247         seq_putc(m, '\n');
4248         return 0;
4249 }
4250
4251 /*
4252  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4253  *
4254  * Output layout:
4255  * cache-name
4256  * num-active-objs
4257  * total-objs
4258  * object size
4259  * num-active-slabs
4260  * total-slabs
4261  * num-pages-per-slab
4262  * + further values on SMP and with statistics enabled
4263  */
4264
4265 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4266         .start = s_start,
4267         .next = s_next,
4268         .stop = s_stop,
4269         .show = s_show,
4270 };
4271
4272 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4273 /**
4274  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4275  * @file: unused
4276  * @buffer: user buffer
4277  * @count: data length
4278  * @ppos: unused
4279  */
4280 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4281                        size_t count, loff_t *ppos)
4282 {
4283         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4284         int limit, batchcount, shared, res;
4285         struct kmem_cache *cachep;
4286
4287         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4288                 return -EINVAL;
4289         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4290                 return -EFAULT;
4291         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4292
4293         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4294         if (!tmp)
4295                 return -EINVAL;
4296         *tmp = '\0';
4297         tmp++;
4298         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4299                 return -EINVAL;
4300
4301         /* Find the cache in the chain of caches. */
4302         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4303         res = -EINVAL;
4304         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4305                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4306                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4307                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4308                                 res = 0;
4309                         } else {
4310                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4311                                                        batchcount, shared,
4312                                                        GFP_KERNEL);
4313                         }
4314                         break;
4315                 }
4316         }
4317         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4318         if (res >= 0)
4319                 res = count;
4320         return res;
4321 }
4322
4323 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4324 {
4325         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4326 }
4327
4328 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4329         .open           = slabinfo_open,
4330         .read           = seq_read,
4331         .write          = slabinfo_write,
4332         .llseek         = seq_lseek,
4333         .release        = seq_release,
4334 };
4335
4336 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4337
4338 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4339 {
4340         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4341         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4342 }
4343
4344 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4345 {
4346         unsigned long *p;
4347         int l;
4348         if (!v)
4349                 return 1;
4350         l = n[1];
4351         p = n + 2;
4352         while (l) {
4353                 int i = l/2;
4354                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4355                 if (*q == v) {
4356                         q[1]++;
4357                         return 1;
4358                 }
4359                 if (*q > v) {
4360                         l = i;
4361                 } else {
4362                         p = q + 2;
4363                         l -= i + 1;
4364                 }
4365         }
4366         if (++n[1] == n[0])
4367                 return 0;
4368         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4369         p[0] = v;
4370         p[1] = 1;
4371         return 1;
4372 }
4373
4374 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4375 {
4376         void *p;
4377         int i;
4378         if (n[0] == n[1])
4379                 return;
4380         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4381                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4382                         continue;
4383                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4384                         return;
4385         }
4386 }
4387
4388 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4389 {
4390 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4391         unsigned long offset, size;
4392         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4393
4394         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4395                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4396                 if (modname[0])
4397                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4398                 return;
4399         }
4400 #endif
4401         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4402 }
4403
4404 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4405 {
4406         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4407         struct slab *slabp;
4408         struct kmem_list3 *l3;
4409         const char *name;
4410         unsigned long *n = m->private;
4411         int node;
4412         int i;
4413
4414         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4415                 return 0;
4416         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4417                 return 0;
4418
4419         /* OK, we can do it */
4420
4421         n[1] = 0;
4422
4423         for_each_online_node(node) {
4424                 l3 = cachep->nodelists[node];
4425                 if (!l3)
4426                         continue;
4427
4428                 check_irq_on();
4429                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4430
4431                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4432                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4433                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4434                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4435                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4436         }
4437         name = cachep->name;
4438         if (n[0] == n[1]) {
4439                 /* Increase the buffer size */
4440                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4441                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4442                 if (!m->private) {
4443                         /* Too bad, we are really out */
4444                         m->private = n;
4445                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4446                         return -ENOMEM;
4447                 }
4448                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4449                 kfree(n);
4450                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4451                 /* Now make sure this entry will be retried */
4452                 m->count = m->size;
4453                 return 0;
4454         }
4455         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4456                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4457                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4458                 seq_putc(m, '\n');
4459         }
4460
4461         return 0;
4462 }
4463
4464 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4465         .start = leaks_start,
4466         .next = s_next,
4467         .stop = s_stop,
4468         .show = leaks_show,
4469 };
4470
4471 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4472 {
4473         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4474         int ret = -ENOMEM;
4475         if (n) {
4476                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4477                 if (!ret) {
4478                         struct seq_file *m = file->private_data;
4479                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4480                         m->private = n;
4481                         n = NULL;
4482                 }
4483                 kfree(n);
4484         }
4485         return ret;
4486 }
4487
4488 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4489         .open           = slabstats_open,
4490         .read           = seq_read,
4491         .llseek         = seq_lseek,
4492         .release        = seq_release_private,
4493 };
4494 #endif
4495
4496 static int __init slab_proc_init(void)
4497 {
4498         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4499 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4500         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4501 #endif
4502         return 0;
4503 }
4504 module_init(slab_proc_init);
4505 #endif
4506
4507 /**
4508  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4509  * @objp: Pointer to the object
4510  *
4511  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4512  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4513  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4514  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4515  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4516  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4517  * must not be freed during the duration of the call.
4518  */
4519 size_t ksize(const void *objp)
4520 {
4521         BUG_ON(!objp);
4522         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4523                 return 0;
4524
4525         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4526 }
4527 EXPORT_SYMBOL(ksize);