slab allocators: Remove SLAB_DEBUG_INITIAL flag
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/seq_file.h>
99 #include        <linux/notifier.h>
100 #include        <linux/kallsyms.h>
101 #include        <linux/cpu.h>
102 #include        <linux/sysctl.h>
103 #include        <linux/module.h>
104 #include        <linux/rcupdate.h>
105 #include        <linux/string.h>
106 #include        <linux/uaccess.h>
107 #include        <linux/nodemask.h>
108 #include        <linux/mempolicy.h>
109 #include        <linux/mutex.h>
110 #include        <linux/fault-inject.h>
111 #include        <linux/rtmutex.h>
112 #include        <linux/reciprocal_div.h>
113
114 #include        <asm/cacheflush.h>
115 #include        <asm/tlbflush.h>
116 #include        <asm/page.h>
117
118 /*
119  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
126  */
127
128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
129 #define DEBUG           1
130 #define STATS           1
131 #define FORCED_DEBUG    1
132 #else
133 #define DEBUG           0
134 #define STATS           0
135 #define FORCED_DEBUG    0
136 #endif
137
138 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
139 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
140
141 #ifndef cache_line_size
142 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
143 #endif
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
152  * Note that this flag disables some debug features.
153  */
154 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
155 #endif
156
157 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
158 /*
159  * Enforce a minimum alignment for all caches.
160  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
161  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
162  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
163  * some debug features.
164  */
165 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
166 #endif
167
168 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
169 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
170 #endif
171
172 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
173 #if DEBUG
174 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
175                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_STORE_USER | \
178                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
179                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
180 #else
181 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
182                          SLAB_CACHE_DMA | \
183                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
184                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD)
185 #endif
186
187 /*
188  * kmem_bufctl_t:
189  *
190  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
191  * linked offsets.
192  *
193  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
194  * slab an object belongs to.
195  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
196  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
197  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
198  * that does not use off-slab slabs.
199  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
200  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
201  * to have too many per slab.
202  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
203  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
204  */
205
206 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
207 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
208 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
209 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
210 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head list;
221         unsigned long colouroff;
222         void *s_mem;            /* including colour offset */
223         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t free;
225         unsigned short nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head head;
246         struct kmem_cache *cachep;
247         void *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0]; /*
269                          * Must have this definition in here for the proper
270                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                          * the entries.
272                          * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                          */
274 };
275
276 /*
277  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
278  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned int free_limit;
295         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
296         spinlock_t list_lock;
297         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
298         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
299         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
300         int free_touched;               /* updated without locking */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
313                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
314 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
315                         int node);
316 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
317 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
318
319 /*
320  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
321  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
322  */
323 static __always_inline int index_of(const size_t size)
324 {
325         extern void __bad_size(void);
326
327         if (__builtin_constant_p(size)) {
328                 int i = 0;
329
330 #define CACHE(x) \
331         if (size <=x) \
332                 return i; \
333         else \
334                 i++;
335 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
336 #undef CACHE
337                 __bad_size();
338         } else
339                 __bad_size();
340         return 0;
341 }
342
343 static int slab_early_init = 1;
344
345 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
346 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
347
348 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
349 {
350         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
353         parent->shared = NULL;
354         parent->alien = NULL;
355         parent->colour_next = 0;
356         spin_lock_init(&parent->list_lock);
357         parent->free_objects = 0;
358         parent->free_touched = 0;
359 }
360
361 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
362         do {                                                            \
363                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
364                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
365         } while (0)
366
367 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
368         do {                                                            \
369         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
372         } while (0)
373
374 /*
375  * struct kmem_cache
376  *
377  * manages a cache.
378  */
379
380 struct kmem_cache {
381 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
382         struct array_cache *array[NR_CPUS];
383 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
384         unsigned int batchcount;
385         unsigned int limit;
386         unsigned int shared;
387
388         unsigned int buffer_size;
389         u32 reciprocal_buffer_size;
390 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
391
392         unsigned int flags;             /* constant flags */
393         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
394
395 /* 4) cache_grow/shrink */
396         /* order of pgs per slab (2^n) */
397         unsigned int gfporder;
398
399         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
400         gfp_t gfpflags;
401
402         size_t colour;                  /* cache colouring range */
403         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
404         struct kmem_cache *slabp_cache;
405         unsigned int slab_size;
406         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
407
408         /* constructor func */
409         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
410
411         /* de-constructor func */
412         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
413
414 /* 5) cache creation/removal */
415         const char *name;
416         struct list_head next;
417
418 /* 6) statistics */
419 #if STATS
420         unsigned long num_active;
421         unsigned long num_allocations;
422         unsigned long high_mark;
423         unsigned long grown;
424         unsigned long reaped;
425         unsigned long errors;
426         unsigned long max_freeable;
427         unsigned long node_allocs;
428         unsigned long node_frees;
429         unsigned long node_overflow;
430         atomic_t allochit;
431         atomic_t allocmiss;
432         atomic_t freehit;
433         atomic_t freemiss;
434 #endif
435 #if DEBUG
436         /*
437          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
438          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
439          * object size including these internal fields, the following two
440          * variables contain the offset to the user object and its size.
441          */
442         int obj_offset;
443         int obj_size;
444 #endif
445         /*
446          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
447          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
448          * (see kmem_cache_init())
449          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
450          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
451          */
452         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
453         /*
454          * Do not add fields after nodelists[]
455          */
456 };
457
458 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
459 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
460
461 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
462 /*
463  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
464  * cpucache drain/refill cycles.
465  *
466  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
467  * which could lock up otherwise freeable slabs.
468  */
469 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
470 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
471
472 #if STATS
473 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
474 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
475 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
476 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
477 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
478 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
479         do {                                                            \
480                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
481                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
482         } while (0)
483 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
484 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
485 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
486 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
487 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
488         do {                                                            \
489                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
490                         (x)->max_freeable = i;                          \
491         } while (0)
492 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
493 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
494 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
495 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
496 #else
497 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
499 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
500 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
501 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
502 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
503 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
505 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
506 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
507 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
509 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
511 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
512 #endif
513
514 #if DEBUG
515
516 /*
517  * memory layout of objects:
518  * 0            : objp
519  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
520  *              the end of an object is aligned with the end of the real
521  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
522  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
523  *              redzone word.
524  * cachep->obj_offset: The real object.
525  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
526  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
527  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
528  */
529 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
530 {
531         return cachep->obj_offset;
532 }
533
534 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
535 {
536         return cachep->obj_size;
537 }
538
539 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
540 {
541         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
542         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
543 }
544
545 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
549                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
550                                          2 * BYTES_PER_WORD);
551         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
552 }
553
554 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
555 {
556         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
557         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
558 }
559
560 #else
561
562 #define obj_offset(x)                   0
563 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
564 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
565 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
566 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
567
568 #endif
569
570 /*
571  * Maximum size of an obj (in 2^order pages) and absolute limit for the gfp
572  * order.
573  */
574 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
575 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
576 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
577 #elif defined(CONFIG_MMU)
578 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
579 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
580 #else
581 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
582 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
583 #endif
584
585 /*
586  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
587  */
588 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
589 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
590 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
591
592 /*
593  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
594  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
595  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
596  */
597 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
598 {
599         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
600 }
601
602 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
603 {
604         page = compound_head(page);
605         BUG_ON(!PageSlab(page));
606         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
607 }
608
609 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
610 {
611         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
612 }
613
614 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
615 {
616         BUG_ON(!PageSlab(page));
617         return (struct slab *)page->lru.prev;
618 }
619
620 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
621 {
622         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
623         return page_get_cache(page);
624 }
625
626 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
627 {
628         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
629         return page_get_slab(page);
630 }
631
632 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
633                                  unsigned int idx)
634 {
635         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
636 }
637
638 /*
639  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
640  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
641  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
642  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
643  */
644 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
645                                         const struct slab *slab, void *obj)
646 {
647         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
648         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
649 }
650
651 /*
652  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
653  */
654 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
655 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
656 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
657         CACHE(ULONG_MAX)
658 #undef CACHE
659 };
660 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
661
662 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
663 struct cache_names {
664         char *name;
665         char *name_dma;
666 };
667
668 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
669 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
670 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
671         {NULL,}
672 #undef CACHE
673 };
674
675 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
676     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
677 static struct arraycache_init initarray_generic =
678     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
679
680 /* internal cache of cache description objs */
681 static struct kmem_cache cache_cache = {
682         .batchcount = 1,
683         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
684         .shared = 1,
685         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
686         .name = "kmem_cache",
687 };
688
689 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
690
691 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
692
693 /*
694  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
695  * for other slabs "off slab".
696  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
697  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
698  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
699  *
700  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
701  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
702  * then comes back up during hotplug
703  */
704 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
705 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
706
707 static inline void init_lock_keys(void)
708
709 {
710         int q;
711         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
712
713         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
714                 for_each_node(q) {
715                         struct array_cache **alc;
716                         int r;
717                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
718                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
719                                 continue;
720                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
721                         alc = l3->alien;
722                         /*
723                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
724                          * should go away when common slab code is taught to
725                          * work even without alien caches.
726                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
727                          * for alloc_alien_cache,
728                          */
729                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
730                                 continue;
731                         for_each_node(r) {
732                                 if (alc[r])
733                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
734                                              &on_slab_alc_key);
735                         }
736                 }
737                 s++;
738         }
739 }
740 #else
741 static inline void init_lock_keys(void)
742 {
743 }
744 #endif
745
746 /*
747  * 1. Guard access to the cache-chain.
748  * 2. Protect sanity of cpu_online_map against cpu hotplug events
749  */
750 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
751 static struct list_head cache_chain;
752
753 /*
754  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
755  * until the general caches are up.
756  */
757 static enum {
758         NONE,
759         PARTIAL_AC,
760         PARTIAL_L3,
761         FULL
762 } g_cpucache_up;
763
764 /*
765  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
766  */
767 int slab_is_available(void)
768 {
769         return g_cpucache_up == FULL;
770 }
771
772 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
773
774 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
775 {
776         return cachep->array[smp_processor_id()];
777 }
778
779 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
780                                                         gfp_t gfpflags)
781 {
782         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
783
784 #if DEBUG
785         /* This happens if someone tries to call
786          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
787          * the generic caches are initialized.
788          */
789         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
790 #endif
791         while (size > csizep->cs_size)
792                 csizep++;
793
794         /*
795          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
796          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
797          * for large kmalloc calls required.
798          */
799 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
800         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
801                 return csizep->cs_dmacachep;
802 #endif
803         return csizep->cs_cachep;
804 }
805
806 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
807 {
808         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
809 }
810
811 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
812 {
813         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
814 }
815
816 /*
817  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
818  */
819 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
820                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
821                            unsigned int *num)
822 {
823         int nr_objs;
824         size_t mgmt_size;
825         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
826
827         /*
828          * The slab management structure can be either off the slab or
829          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
830          * slab is used for:
831          *
832          * - The struct slab
833          * - One kmem_bufctl_t for each object
834          * - Padding to respect alignment of @align
835          * - @buffer_size bytes for each object
836          *
837          * If the slab management structure is off the slab, then the
838          * alignment will already be calculated into the size. Because
839          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
840          * correct alignment when allocated.
841          */
842         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
843                 mgmt_size = 0;
844                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
845
846                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
847                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
848         } else {
849                 /*
850                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
851                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
852                  * least @align. In the worst case, this result will
853                  * be one greater than the number of objects that fit
854                  * into the memory allocation when taking the padding
855                  * into account.
856                  */
857                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
858                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
859
860                 /*
861                  * This calculated number will be either the right
862                  * amount, or one greater than what we want.
863                  */
864                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
865                        > slab_size)
866                         nr_objs--;
867
868                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
869                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
870
871                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
872         }
873         *num = nr_objs;
874         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
875 }
876
877 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
878
879 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
880                         char *msg)
881 {
882         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
883                function, cachep->name, msg);
884         dump_stack();
885 }
886
887 /*
888  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
889  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
890  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
891  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
892  * line
893   */
894
895 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
896 static int __init noaliencache_setup(char *s)
897 {
898         use_alien_caches = 0;
899         return 1;
900 }
901 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
902
903 #ifdef CONFIG_NUMA
904 /*
905  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
906  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
907  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
908  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
909  */
910 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
911
912 static void init_reap_node(int cpu)
913 {
914         int node;
915
916         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
917         if (node == MAX_NUMNODES)
918                 node = first_node(node_online_map);
919
920         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
921 }
922
923 static void next_reap_node(void)
924 {
925         int node = __get_cpu_var(reap_node);
926
927         /*
928          * Also drain per cpu pages on remote zones
929          */
930         if (node != numa_node_id())
931                 drain_node_pages(node);
932
933         node = next_node(node, node_online_map);
934         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
935                 node = first_node(node_online_map);
936         __get_cpu_var(reap_node) = node;
937 }
938
939 #else
940 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
941 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
942 #endif
943
944 /*
945  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
946  * via the workqueue/eventd.
947  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
948  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
949  * lock.
950  */
951 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
952 {
953         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
954
955         /*
956          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
957          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
958          * at that time.
959          */
960         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
961                 init_reap_node(cpu);
962                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
963                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
964                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
965         }
966 }
967
968 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
969                                             int batchcount)
970 {
971         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
972         struct array_cache *nc = NULL;
973
974         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
975         if (nc) {
976                 nc->avail = 0;
977                 nc->limit = entries;
978                 nc->batchcount = batchcount;
979                 nc->touched = 0;
980                 spin_lock_init(&nc->lock);
981         }
982         return nc;
983 }
984
985 /*
986  * Transfer objects in one arraycache to another.
987  * Locking must be handled by the caller.
988  *
989  * Return the number of entries transferred.
990  */
991 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
992                 struct array_cache *from, unsigned int max)
993 {
994         /* Figure out how many entries to transfer */
995         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
996
997         if (!nr)
998                 return 0;
999
1000         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1001                         sizeof(void *) *nr);
1002
1003         from->avail -= nr;
1004         to->avail += nr;
1005         to->touched = 1;
1006         return nr;
1007 }
1008
1009 #ifndef CONFIG_NUMA
1010
1011 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1012 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1013
1014 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1015 {
1016         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1017 }
1018
1019 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1020 {
1021 }
1022
1023 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1024 {
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1029                 gfp_t flags)
1030 {
1031         return NULL;
1032 }
1033
1034 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1035                  gfp_t flags, int nodeid)
1036 {
1037         return NULL;
1038 }
1039
1040 #else   /* CONFIG_NUMA */
1041
1042 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1043 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1044
1045 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
1046 {
1047         struct array_cache **ac_ptr;
1048         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1049         int i;
1050
1051         if (limit > 1)
1052                 limit = 12;
1053         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1054         if (ac_ptr) {
1055                 for_each_node(i) {
1056                         if (i == node || !node_online(i)) {
1057                                 ac_ptr[i] = NULL;
1058                                 continue;
1059                         }
1060                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
1061                         if (!ac_ptr[i]) {
1062                                 for (i--; i <= 0; i--)
1063                                         kfree(ac_ptr[i]);
1064                                 kfree(ac_ptr);
1065                                 return NULL;
1066                         }
1067                 }
1068         }
1069         return ac_ptr;
1070 }
1071
1072 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1073 {
1074         int i;
1075
1076         if (!ac_ptr)
1077                 return;
1078         for_each_node(i)
1079             kfree(ac_ptr[i]);
1080         kfree(ac_ptr);
1081 }
1082
1083 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1084                                 struct array_cache *ac, int node)
1085 {
1086         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1087
1088         if (ac->avail) {
1089                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1090                 /*
1091                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1092                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1093                  * into the free lists and getting them back later.
1094                  */
1095                 if (rl3->shared)
1096                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1097
1098                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1099                 ac->avail = 0;
1100                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1106  */
1107 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1108 {
1109         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1110
1111         if (l3->alien) {
1112                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1113
1114                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1115                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1116                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1117                 }
1118         }
1119 }
1120
1121 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1122                                 struct array_cache **alien)
1123 {
1124         int i = 0;
1125         struct array_cache *ac;
1126         unsigned long flags;
1127
1128         for_each_online_node(i) {
1129                 ac = alien[i];
1130                 if (ac) {
1131                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1132                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1133                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1134                 }
1135         }
1136 }
1137
1138 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1139 {
1140         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1141         int nodeid = slabp->nodeid;
1142         struct kmem_list3 *l3;
1143         struct array_cache *alien = NULL;
1144         int node;
1145
1146         node = numa_node_id();
1147
1148         /*
1149          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1150          * cache on this cpu.
1151          */
1152         if (likely(slabp->nodeid == node))
1153                 return 0;
1154
1155         l3 = cachep->nodelists[node];
1156         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1157         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1158                 alien = l3->alien[nodeid];
1159                 spin_lock(&alien->lock);
1160                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1161                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1162                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1163                 }
1164                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1165                 spin_unlock(&alien->lock);
1166         } else {
1167                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1168                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1169                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1170         }
1171         return 1;
1172 }
1173 #endif
1174
1175 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1176                                     unsigned long action, void *hcpu)
1177 {
1178         long cpu = (long)hcpu;
1179         struct kmem_cache *cachep;
1180         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1181         int node = cpu_to_node(cpu);
1182         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1183
1184         switch (action) {
1185         case CPU_UP_PREPARE:
1186                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1187                 /*
1188                  * We need to do this right in the beginning since
1189                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1190                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1191                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1192                  */
1193
1194                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1195                         /*
1196                          * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1197                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1198                          * node has not already allocated this
1199                          */
1200                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1201                                 l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1202                                 if (!l3)
1203                                         goto bad;
1204                                 kmem_list3_init(l3);
1205                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1206                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1207
1208                                 /*
1209                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1210                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1211                                  * protection here.
1212                                  */
1213                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1214                         }
1215
1216                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1217                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1218                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
1219                                 cachep->batchcount + cachep->num;
1220                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1221                 }
1222
1223                 /*
1224                  * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1225                  * array caches
1226                  */
1227                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1228                         struct array_cache *nc;
1229                         struct array_cache *shared = NULL;
1230                         struct array_cache **alien = NULL;
1231
1232                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1233                                                 cachep->batchcount);
1234                         if (!nc)
1235                                 goto bad;
1236                         if (cachep->shared) {
1237                                 shared = alloc_arraycache(node,
1238                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1239                                         0xbaadf00d);
1240                                 if (!shared)
1241                                         goto bad;
1242                         }
1243                         if (use_alien_caches) {
1244                                 alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1245                                 if (!alien)
1246                                         goto bad;
1247                         }
1248                         cachep->array[cpu] = nc;
1249                         l3 = cachep->nodelists[node];
1250                         BUG_ON(!l3);
1251
1252                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1253                         if (!l3->shared) {
1254                                 /*
1255                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1256                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1257                                  */
1258                                 l3->shared = shared;
1259                                 shared = NULL;
1260                         }
1261 #ifdef CONFIG_NUMA
1262                         if (!l3->alien) {
1263                                 l3->alien = alien;
1264                                 alien = NULL;
1265                         }
1266 #endif
1267                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1268                         kfree(shared);
1269                         free_alien_cache(alien);
1270                 }
1271                 break;
1272         case CPU_ONLINE:
1273                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1274                 start_cpu_timer(cpu);
1275                 break;
1276 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1277         case CPU_DOWN_PREPARE:
1278                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1279                 break;
1280         case CPU_DOWN_FAILED:
1281                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1282                 break;
1283         case CPU_DEAD:
1284                 /*
1285                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1286                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1287                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1288                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1289                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1290                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1291                  */
1292                 /* fall thru */
1293 #endif
1294         case CPU_UP_CANCELED:
1295                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1296                         struct array_cache *nc;
1297                         struct array_cache *shared;
1298                         struct array_cache **alien;
1299                         cpumask_t mask;
1300
1301                         mask = node_to_cpumask(node);
1302                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1303                         nc = cachep->array[cpu];
1304                         cachep->array[cpu] = NULL;
1305                         l3 = cachep->nodelists[node];
1306
1307                         if (!l3)
1308                                 goto free_array_cache;
1309
1310                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1311
1312                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1313                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1314                         if (nc)
1315                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1316
1317                         if (!cpus_empty(mask)) {
1318                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1319                                 goto free_array_cache;
1320                         }
1321
1322                         shared = l3->shared;
1323                         if (shared) {
1324                                 free_block(cachep, shared->entry,
1325                                            shared->avail, node);
1326                                 l3->shared = NULL;
1327                         }
1328
1329                         alien = l3->alien;
1330                         l3->alien = NULL;
1331
1332                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1333
1334                         kfree(shared);
1335                         if (alien) {
1336                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1337                                 free_alien_cache(alien);
1338                         }
1339 free_array_cache:
1340                         kfree(nc);
1341                 }
1342                 /*
1343                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1344                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1345                  * shrink each nodelist to its limit.
1346                  */
1347                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1348                         l3 = cachep->nodelists[node];
1349                         if (!l3)
1350                                 continue;
1351                         drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1352                 }
1353                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1354                 break;
1355         }
1356         return NOTIFY_OK;
1357 bad:
1358         return NOTIFY_BAD;
1359 }
1360
1361 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1362         &cpuup_callback, NULL, 0
1363 };
1364
1365 /*
1366  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1367  */
1368 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1369                         int nodeid)
1370 {
1371         struct kmem_list3 *ptr;
1372
1373         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1374         BUG_ON(!ptr);
1375
1376         local_irq_disable();
1377         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1378         /*
1379          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1380          */
1381         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1382
1383         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1384         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1385         local_irq_enable();
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1390  * before smp_init().
1391  */
1392 void __init kmem_cache_init(void)
1393 {
1394         size_t left_over;
1395         struct cache_sizes *sizes;
1396         struct cache_names *names;
1397         int i;
1398         int order;
1399         int node;
1400
1401         if (num_possible_nodes() == 1)
1402                 use_alien_caches = 0;
1403
1404         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1405                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1406                 if (i < MAX_NUMNODES)
1407                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1408         }
1409
1410         /*
1411          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1412          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1413          */
1414         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1415                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1416
1417         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1418          * from caches that do not exist yet:
1419          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1420          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1421          *    cache_cache is statically allocated.
1422          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1423          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1424          *    array at the end of the bootstrap.
1425          * 2) Create the first kmalloc cache.
1426          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1427          *    An __init data area is used for the head array.
1428          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1429          *    head arrays.
1430          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1431          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1432          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1433          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1434          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1435          */
1436
1437         node = numa_node_id();
1438
1439         /* 1) create the cache_cache */
1440         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1441         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1442         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1443         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1444         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1445
1446         /*
1447          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1448          * can be less than MAX_NUMNODES.
1449          */
1450         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1451                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1452 #if DEBUG
1453         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1454 #endif
1455         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1456                                         cache_line_size());
1457         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1458                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1459
1460         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1461                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1462                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1463                 if (cache_cache.num)
1464                         break;
1465         }
1466         BUG_ON(!cache_cache.num);
1467         cache_cache.gfporder = order;
1468         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1469         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1470                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1471
1472         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1473         sizes = malloc_sizes;
1474         names = cache_names;
1475
1476         /*
1477          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1478          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1479          * bug.
1480          */
1481
1482         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1483                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1484                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1485                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1486                                         NULL, NULL);
1487
1488         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1489                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1490                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1491                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1492                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1493                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1494                                 NULL, NULL);
1495         }
1496
1497         slab_early_init = 0;
1498
1499         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1500                 /*
1501                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1502                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1503                  * eliminates "false sharing".
1504                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1505                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1506                  */
1507                 if (!sizes->cs_cachep) {
1508                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1509                                         sizes->cs_size,
1510                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1511                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1512                                         NULL, NULL);
1513                 }
1514 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1515                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1516                                         names->name_dma,
1517                                         sizes->cs_size,
1518                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1519                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1520                                                 SLAB_PANIC,
1521                                         NULL, NULL);
1522 #endif
1523                 sizes++;
1524                 names++;
1525         }
1526         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1527         {
1528                 struct array_cache *ptr;
1529
1530                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1531
1532                 local_irq_disable();
1533                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1534                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1535                        sizeof(struct arraycache_init));
1536                 /*
1537                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1538                  */
1539                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1540
1541                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1542                 local_irq_enable();
1543
1544                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1545
1546                 local_irq_disable();
1547                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1548                        != &initarray_generic.cache);
1549                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1550                        sizeof(struct arraycache_init));
1551                 /*
1552                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1553                  */
1554                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1555
1556                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1557                     ptr;
1558                 local_irq_enable();
1559         }
1560         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1561         {
1562                 int nid;
1563
1564                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1565                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE], node);
1566
1567                 for_each_online_node(nid) {
1568                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1569                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1570
1571                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1572                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1573                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1574                         }
1575                 }
1576         }
1577
1578         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1579         {
1580                 struct kmem_cache *cachep;
1581                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1582                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1583                         if (enable_cpucache(cachep))
1584                                 BUG();
1585                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1586         }
1587
1588         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1589         init_lock_keys();
1590
1591
1592         /* Done! */
1593         g_cpucache_up = FULL;
1594
1595         /*
1596          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1597          * cpu_cache_get for all new cpus
1598          */
1599         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1600
1601         /*
1602          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1603          * of the kernel is not yet operational.
1604          */
1605 }
1606
1607 static int __init cpucache_init(void)
1608 {
1609         int cpu;
1610
1611         /*
1612          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1613          */
1614         for_each_online_cpu(cpu)
1615                 start_cpu_timer(cpu);
1616         return 0;
1617 }
1618 __initcall(cpucache_init);
1619
1620 /*
1621  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1622  *
1623  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1624  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1625  * would be relatively rare and ignorable.
1626  */
1627 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1628 {
1629         struct page *page;
1630         int nr_pages;
1631         int i;
1632
1633 #ifndef CONFIG_MMU
1634         /*
1635          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1636          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1637          */
1638         flags |= __GFP_COMP;
1639 #endif
1640
1641         flags |= cachep->gfpflags;
1642
1643         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1644         if (!page)
1645                 return NULL;
1646
1647         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1648         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1649                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1650                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1651         else
1652                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1653                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1654         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1655                 __SetPageSlab(page + i);
1656         return page_address(page);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Interface to system's page release.
1661  */
1662 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1663 {
1664         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1665         struct page *page = virt_to_page(addr);
1666         const unsigned long nr_freed = i;
1667
1668         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1669                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1670                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1671         else
1672                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1673                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1674         while (i--) {
1675                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1676                 __ClearPageSlab(page);
1677                 page++;
1678         }
1679         if (current->reclaim_state)
1680                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1681         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1682 }
1683
1684 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1685 {
1686         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1687         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1688
1689         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1690         if (OFF_SLAB(cachep))
1691                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1692 }
1693
1694 #if DEBUG
1695
1696 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1697 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1698                             unsigned long caller)
1699 {
1700         int size = obj_size(cachep);
1701
1702         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1703
1704         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1705                 return;
1706
1707         *addr++ = 0x12345678;
1708         *addr++ = caller;
1709         *addr++ = smp_processor_id();
1710         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1711         {
1712                 unsigned long *sptr = &caller;
1713                 unsigned long svalue;
1714
1715                 while (!kstack_end(sptr)) {
1716                         svalue = *sptr++;
1717                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1718                                 *addr++ = svalue;
1719                                 size -= sizeof(unsigned long);
1720                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1721                                         break;
1722                         }
1723                 }
1724
1725         }
1726         *addr++ = 0x87654321;
1727 }
1728 #endif
1729
1730 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1731 {
1732         int size = obj_size(cachep);
1733         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1734
1735         memset(addr, val, size);
1736         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1737 }
1738
1739 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1740 {
1741         int i;
1742         unsigned char error = 0;
1743         int bad_count = 0;
1744
1745         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1746         for (i = 0; i < limit; i++) {
1747                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1748                         error = data[offset + i];
1749                         bad_count++;
1750                 }
1751                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1752         }
1753         printk("\n");
1754
1755         if (bad_count == 1) {
1756                 error ^= POISON_FREE;
1757                 if (!(error & (error - 1))) {
1758                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1759                                         "bad RAM.\n");
1760 #ifdef CONFIG_X86
1761                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1762                                         "test tool.\n");
1763 #else
1764                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1765 #endif
1766                 }
1767         }
1768 }
1769 #endif
1770
1771 #if DEBUG
1772
1773 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1774 {
1775         int i, size;
1776         char *realobj;
1777
1778         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1779                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1780                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1781                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1782         }
1783
1784         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1785                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1786                         *dbg_userword(cachep, objp));
1787                 print_symbol("(%s)",
1788                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1789                 printk("\n");
1790         }
1791         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1792         size = obj_size(cachep);
1793         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1794                 int limit;
1795                 limit = 16;
1796                 if (i + limit > size)
1797                         limit = size - i;
1798                 dump_line(realobj, i, limit);
1799         }
1800 }
1801
1802 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1803 {
1804         char *realobj;
1805         int size, i;
1806         int lines = 0;
1807
1808         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1809         size = obj_size(cachep);
1810
1811         for (i = 0; i < size; i++) {
1812                 char exp = POISON_FREE;
1813                 if (i == size - 1)
1814                         exp = POISON_END;
1815                 if (realobj[i] != exp) {
1816                         int limit;
1817                         /* Mismatch ! */
1818                         /* Print header */
1819                         if (lines == 0) {
1820                                 printk(KERN_ERR
1821                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1822                                         cachep->name, realobj, size);
1823                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1824                         }
1825                         /* Hexdump the affected line */
1826                         i = (i / 16) * 16;
1827                         limit = 16;
1828                         if (i + limit > size)
1829                                 limit = size - i;
1830                         dump_line(realobj, i, limit);
1831                         i += 16;
1832                         lines++;
1833                         /* Limit to 5 lines */
1834                         if (lines > 5)
1835                                 break;
1836                 }
1837         }
1838         if (lines != 0) {
1839                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1840                  * exist:
1841                  */
1842                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1843                 unsigned int objnr;
1844
1845                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1846                 if (objnr) {
1847                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1848                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1849                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1850                                realobj, size);
1851                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1852                 }
1853                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1854                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1855                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1856                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1857                                realobj, size);
1858                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1859                 }
1860         }
1861 }
1862 #endif
1863
1864 #if DEBUG
1865 /**
1866  * slab_destroy_objs - destroy a slab and its objects
1867  * @cachep: cache pointer being destroyed
1868  * @slabp: slab pointer being destroyed
1869  *
1870  * Call the registered destructor for each object in a slab that is being
1871  * destroyed.
1872  */
1873 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1874 {
1875         int i;
1876         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1877                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1878
1879                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1880 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1881                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1882                                         OFF_SLAB(cachep))
1883                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1884                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1885                         else
1886                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1887 #else
1888                         check_poison_obj(cachep, objp);
1889 #endif
1890                 }
1891                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1892                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1893                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1894                                            "was overwritten");
1895                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1896                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1897                                            "was overwritten");
1898                 }
1899                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1900                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1901         }
1902 }
1903 #else
1904 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1905 {
1906         if (cachep->dtor) {
1907                 int i;
1908                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1909                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1910                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1911                 }
1912         }
1913 }
1914 #endif
1915
1916 /**
1917  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1918  * @cachep: cache pointer being destroyed
1919  * @slabp: slab pointer being destroyed
1920  *
1921  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1922  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1923  * cache-lock is not held/needed.
1924  */
1925 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1926 {
1927         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1928
1929         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1930         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1931                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1932
1933                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1934                 slab_rcu->cachep = cachep;
1935                 slab_rcu->addr = addr;
1936                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1937         } else {
1938                 kmem_freepages(cachep, addr);
1939                 if (OFF_SLAB(cachep))
1940                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1941         }
1942 }
1943
1944 /*
1945  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1946  * size of kmem_list3.
1947  */
1948 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1949 {
1950         int node;
1951
1952         for_each_online_node(node) {
1953                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1954                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1955                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1956                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1957         }
1958 }
1959
1960 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1961 {
1962         int i;
1963         struct kmem_list3 *l3;
1964
1965         for_each_online_cpu(i)
1966             kfree(cachep->array[i]);
1967
1968         /* NUMA: free the list3 structures */
1969         for_each_online_node(i) {
1970                 l3 = cachep->nodelists[i];
1971                 if (l3) {
1972                         kfree(l3->shared);
1973                         free_alien_cache(l3->alien);
1974                         kfree(l3);
1975                 }
1976         }
1977         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1978 }
1979
1980
1981 /**
1982  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1983  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1984  * @size: size of objects to be created in this cache.
1985  * @align: required alignment for the objects.
1986  * @flags: slab allocation flags
1987  *
1988  * Also calculates the number of objects per slab.
1989  *
1990  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1991  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1992  * towards high-order requests, this should be changed.
1993  */
1994 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1995                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1996 {
1997         unsigned long offslab_limit;
1998         size_t left_over = 0;
1999         int gfporder;
2000
2001         for (gfporder = 0; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
2002                 unsigned int num;
2003                 size_t remainder;
2004
2005                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2006                 if (!num)
2007                         continue;
2008
2009                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2010                         /*
2011                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2012                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2013                          * looping condition in cache_grow().
2014                          */
2015                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2016                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2017
2018                         if (num > offslab_limit)
2019                                 break;
2020                 }
2021
2022                 /* Found something acceptable - save it away */
2023                 cachep->num = num;
2024                 cachep->gfporder = gfporder;
2025                 left_over = remainder;
2026
2027                 /*
2028                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2029                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2030                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2031                  */
2032                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2033                         break;
2034
2035                 /*
2036                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2037                  * currently bad for the gfp()s.
2038                  */
2039                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2040                         break;
2041
2042                 /*
2043                  * Acceptable internal fragmentation?
2044                  */
2045                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2046                         break;
2047         }
2048         return left_over;
2049 }
2050
2051 static int setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
2052 {
2053         if (g_cpucache_up == FULL)
2054                 return enable_cpucache(cachep);
2055
2056         if (g_cpucache_up == NONE) {
2057                 /*
2058                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2059                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2060                  * further caches will BUG().
2061                  */
2062                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2063
2064                 /*
2065                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2066                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2067                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2068                  */
2069                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2070                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2071                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2072                 else
2073                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2074         } else {
2075                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2076                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2077
2078                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2079                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2080                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2081                 } else {
2082                         int node;
2083                         for_each_online_node(node) {
2084                                 cachep->nodelists[node] =
2085                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2086                                                 GFP_KERNEL, node);
2087                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2088                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2089                         }
2090                 }
2091         }
2092         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2093                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2094                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2095
2096         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2097         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2098         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2099         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2100         cachep->batchcount = 1;
2101         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2102         return 0;
2103 }
2104
2105 /**
2106  * kmem_cache_create - Create a cache.
2107  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2108  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2109  * @align: The required alignment for the objects.
2110  * @flags: SLAB flags
2111  * @ctor: A constructor for the objects.
2112  * @dtor: A destructor for the objects.
2113  *
2114  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2115  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2116  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
2117  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
2118  *
2119  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2120  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2121  *
2122  * The flags are
2123  *
2124  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2125  * to catch references to uninitialised memory.
2126  *
2127  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2128  * for buffer overruns.
2129  *
2130  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2131  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2132  * as davem.
2133  */
2134 struct kmem_cache *
2135 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2136         unsigned long flags,
2137         void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
2138         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
2139 {
2140         size_t left_over, slab_size, ralign;
2141         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2142
2143         /*
2144          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2145          */
2146         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2147             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
2148                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __FUNCTION__,
2149                                 name);
2150                 BUG();
2151         }
2152
2153         /*
2154          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2155          * cpu_online_map as well.  Please see cpuup_callback
2156          */
2157         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2158
2159         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2160                 char tmp;
2161                 int res;
2162
2163                 /*
2164                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2165                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2166                  * area of the module.  Print a warning.
2167                  */
2168                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2169                 if (res) {
2170                         printk(KERN_ERR
2171                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2172                                pc->buffer_size);
2173                         continue;
2174                 }
2175
2176                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2177                         printk(KERN_ERR
2178                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2179                         dump_stack();
2180                         goto oops;
2181                 }
2182         }
2183
2184 #if DEBUG
2185         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2186 #if FORCED_DEBUG
2187         /*
2188          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2189          * large objects, if the increased size would increase the object size
2190          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2191          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2192          */
2193         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + 3 * BYTES_PER_WORD))
2194                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2195         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2196                 flags |= SLAB_POISON;
2197 #endif
2198         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2199                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2200 #endif
2201         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2202                 BUG_ON(dtor);
2203
2204         /*
2205          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2206          * isn't available.
2207          */
2208         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2209
2210         /*
2211          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2212          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2213          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2214          */
2215         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2216                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2217                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2218         }
2219
2220         /* calculate the final buffer alignment: */
2221
2222         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2223         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2224                 /*
2225                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2226                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2227                  * one cacheline.
2228                  */
2229                 ralign = cache_line_size();
2230                 while (size <= ralign / 2)
2231                         ralign /= 2;
2232         } else {
2233                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2234         }
2235
2236         /*
2237          * Redzoning and user store require word alignment. Note this will be
2238          * overridden by architecture or caller mandated alignment if either
2239          * is greater than BYTES_PER_WORD.
2240          */
2241         if (flags & SLAB_RED_ZONE || flags & SLAB_STORE_USER)
2242                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2243
2244         /* 2) arch mandated alignment */
2245         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2246                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2247         }
2248         /* 3) caller mandated alignment */
2249         if (ralign < align) {
2250                 ralign = align;
2251         }
2252         /* disable debug if necessary */
2253         if (ralign > BYTES_PER_WORD)
2254                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2255         /*
2256          * 4) Store it.
2257          */
2258         align = ralign;
2259
2260         /* Get cache's description obj. */
2261         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, GFP_KERNEL);
2262         if (!cachep)
2263                 goto oops;
2264
2265 #if DEBUG
2266         cachep->obj_size = size;
2267
2268         /*
2269          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2270          * into align above.
2271          */
2272         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2273                 /* add space for red zone words */
2274                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
2275                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
2276         }
2277         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2278                 /* user store requires one word storage behind the end of
2279                  * the real object.
2280                  */
2281                 size += BYTES_PER_WORD;
2282         }
2283 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2284         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2285             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2286                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2287                 size = PAGE_SIZE;
2288         }
2289 #endif
2290 #endif
2291
2292         /*
2293          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2294          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2295          * it too early on.)
2296          */
2297         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2298                 /*
2299                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2300                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2301                  */
2302                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2303
2304         size = ALIGN(size, align);
2305
2306         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2307
2308         if (!cachep->num) {
2309                 printk(KERN_ERR
2310                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2311                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2312                 cachep = NULL;
2313                 goto oops;
2314         }
2315         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2316                           + sizeof(struct slab), align);
2317
2318         /*
2319          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2320          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2321          */
2322         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2323                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2324                 left_over -= slab_size;
2325         }
2326
2327         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2328                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2329                 slab_size =
2330                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2331         }
2332
2333         cachep->colour_off = cache_line_size();
2334         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2335         if (cachep->colour_off < align)
2336                 cachep->colour_off = align;
2337         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2338         cachep->slab_size = slab_size;
2339         cachep->flags = flags;
2340         cachep->gfpflags = 0;
2341         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2342                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2343         cachep->buffer_size = size;
2344         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2345
2346         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2347                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2348                 /*
2349                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2350                  * But since we go off slab only for object size greater than
2351                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2352                  * this should not happen at all.
2353                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2354                  */
2355                 BUG_ON(!cachep->slabp_cache);
2356         }
2357         cachep->ctor = ctor;
2358         cachep->dtor = dtor;
2359         cachep->name = name;
2360
2361         if (setup_cpu_cache(cachep)) {
2362                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2363                 cachep = NULL;
2364                 goto oops;
2365         }
2366
2367         /* cache setup completed, link it into the list */
2368         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2369 oops:
2370         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2371                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2372                       name);
2373         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2374         return cachep;
2375 }
2376 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2377
2378 #if DEBUG
2379 static void check_irq_off(void)
2380 {
2381         BUG_ON(!irqs_disabled());
2382 }
2383
2384 static void check_irq_on(void)
2385 {
2386         BUG_ON(irqs_disabled());
2387 }
2388
2389 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SMP
2392         check_irq_off();
2393         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2394 #endif
2395 }
2396
2397 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2398 {
2399 #ifdef CONFIG_SMP
2400         check_irq_off();
2401         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2402 #endif
2403 }
2404
2405 #else
2406 #define check_irq_off() do { } while(0)
2407 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2408 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2409 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2410 #endif
2411
2412 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2413                         struct array_cache *ac,
2414                         int force, int node);
2415
2416 static void do_drain(void *arg)
2417 {
2418         struct kmem_cache *cachep = arg;
2419         struct array_cache *ac;
2420         int node = numa_node_id();
2421
2422         check_irq_off();
2423         ac = cpu_cache_get(cachep);
2424         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2425         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2426         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2427         ac->avail = 0;
2428 }
2429
2430 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2431 {
2432         struct kmem_list3 *l3;
2433         int node;
2434
2435         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1, 1);
2436         check_irq_on();
2437         for_each_online_node(node) {
2438                 l3 = cachep->nodelists[node];
2439                 if (l3 && l3->alien)
2440                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2441         }
2442
2443         for_each_online_node(node) {
2444                 l3 = cachep->nodelists[node];
2445                 if (l3)
2446                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2447         }
2448 }
2449
2450 /*
2451  * Remove slabs from the list of free slabs.
2452  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2453  *
2454  * Returns the actual number of slabs released.
2455  */
2456 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2457                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2458 {
2459         struct list_head *p;
2460         int nr_freed;
2461         struct slab *slabp;
2462
2463         nr_freed = 0;
2464         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2465
2466                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2467                 p = l3->slabs_free.prev;
2468                 if (p == &l3->slabs_free) {
2469                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2470                         goto out;
2471                 }
2472
2473                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2474 #if DEBUG
2475                 BUG_ON(slabp->inuse);
2476 #endif
2477                 list_del(&slabp->list);
2478                 /*
2479                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2480                  * to the cache.
2481                  */
2482                 l3->free_objects -= cache->num;
2483                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2484                 slab_destroy(cache, slabp);
2485                 nr_freed++;
2486         }
2487 out:
2488         return nr_freed;
2489 }
2490
2491 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2492 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2493 {
2494         int ret = 0, i = 0;
2495         struct kmem_list3 *l3;
2496
2497         drain_cpu_caches(cachep);
2498
2499         check_irq_on();
2500         for_each_online_node(i) {
2501                 l3 = cachep->nodelists[i];
2502                 if (!l3)
2503                         continue;
2504
2505                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2506
2507                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2508                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2509         }
2510         return (ret ? 1 : 0);
2511 }
2512
2513 /**
2514  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2515  * @cachep: The cache to shrink.
2516  *
2517  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2518  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2519  */
2520 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2521 {
2522         int ret;
2523         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2524
2525         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2526         ret = __cache_shrink(cachep);
2527         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2528         return ret;
2529 }
2530 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2531
2532 /**
2533  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2534  * @cachep: the cache to destroy
2535  *
2536  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2537  *
2538  * It is expected this function will be called by a module when it is
2539  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2540  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2541  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2542  *
2543  * The cache must be empty before calling this function.
2544  *
2545  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2546  * during the kmem_cache_destroy().
2547  */
2548 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2549 {
2550         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2551
2552         /* Find the cache in the chain of caches. */
2553         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2554         /*
2555          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2556          */
2557         list_del(&cachep->next);
2558         if (__cache_shrink(cachep)) {
2559                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2560                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2561                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2562                 return;
2563         }
2564
2565         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2566                 synchronize_rcu();
2567
2568         __kmem_cache_destroy(cachep);
2569         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2570 }
2571 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2572
2573 /*
2574  * Get the memory for a slab management obj.
2575  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2576  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2577  * come from the same cache which is getting created because,
2578  * when we are searching for an appropriate cache for these
2579  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2580  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2581  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2582  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2583  */
2584 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2585                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2586                                    int nodeid)
2587 {
2588         struct slab *slabp;
2589
2590         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2591                 /* Slab management obj is off-slab. */
2592                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2593                                               local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2594                 if (!slabp)
2595                         return NULL;
2596         } else {
2597                 slabp = objp + colour_off;
2598                 colour_off += cachep->slab_size;
2599         }
2600         slabp->inuse = 0;
2601         slabp->colouroff = colour_off;
2602         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2603         slabp->nodeid = nodeid;
2604         return slabp;
2605 }
2606
2607 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2608 {
2609         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2610 }
2611
2612 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2613                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2614 {
2615         int i;
2616
2617         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2618                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2619 #if DEBUG
2620                 /* need to poison the objs? */
2621                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2622                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2623                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2624                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2625
2626                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2627                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2628                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2629                 }
2630                 /*
2631                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2632                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2633                  * They must also be threaded.
2634                  */
2635                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2636                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2637                                      ctor_flags);
2638
2639                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2640                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2641                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2642                                            " end of an object");
2643                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2644                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2645                                            " start of an object");
2646                 }
2647                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2648                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2649                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2650                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2651 #else
2652                 if (cachep->ctor)
2653                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2654 #endif
2655                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2656         }
2657         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2658         slabp->free = 0;
2659 }
2660
2661 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2662 {
2663         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2664                 if (flags & GFP_DMA)
2665                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2666                 else
2667                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2668         }
2669 }
2670
2671 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2672                                 int nodeid)
2673 {
2674         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2675         kmem_bufctl_t next;
2676
2677         slabp->inuse++;
2678         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2679 #if DEBUG
2680         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2681         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2682 #endif
2683         slabp->free = next;
2684
2685         return objp;
2686 }
2687
2688 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2689                                 void *objp, int nodeid)
2690 {
2691         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2692
2693 #if DEBUG
2694         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2695         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2696
2697         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2698                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2699                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2700                 BUG();
2701         }
2702 #endif
2703         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2704         slabp->free = objnr;
2705         slabp->inuse--;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2710  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2711  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2712  */
2713 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2714                            void *addr)
2715 {
2716         int nr_pages;
2717         struct page *page;
2718
2719         page = virt_to_page(addr);
2720
2721         nr_pages = 1;
2722         if (likely(!PageCompound(page)))
2723                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2724
2725         do {
2726                 page_set_cache(page, cache);
2727                 page_set_slab(page, slab);
2728                 page++;
2729         } while (--nr_pages);
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2734  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2735  */
2736 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2737                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2738 {
2739         struct slab *slabp;
2740         size_t offset;
2741         gfp_t local_flags;
2742         unsigned long ctor_flags;
2743         struct kmem_list3 *l3;
2744
2745         /*
2746          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2747          * critical path in kmem_cache_alloc().
2748          */
2749         BUG_ON(flags & ~(GFP_DMA | GFP_LEVEL_MASK | __GFP_NO_GROW));
2750         if (flags & __GFP_NO_GROW)
2751                 return 0;
2752
2753         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2754         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
2755         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2756                 /*
2757                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2758                  * this - it might need to know...
2759                  */
2760                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2761
2762         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2763         check_irq_off();
2764         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2765         spin_lock(&l3->list_lock);
2766
2767         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2768         offset = l3->colour_next;
2769         l3->colour_next++;
2770         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2771                 l3->colour_next = 0;
2772         spin_unlock(&l3->list_lock);
2773
2774         offset *= cachep->colour_off;
2775
2776         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2777                 local_irq_enable();
2778
2779         /*
2780          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2781          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2782          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2783          * will eventually be caught here (where it matters).
2784          */
2785         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2786
2787         /*
2788          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2789          * 'nodeid'.
2790          */
2791         if (!objp)
2792                 objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid);
2793         if (!objp)
2794                 goto failed;
2795
2796         /* Get slab management. */
2797         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2798                         local_flags & ~GFP_THISNODE, nodeid);
2799         if (!slabp)
2800                 goto opps1;
2801
2802         slabp->nodeid = nodeid;
2803         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2804
2805         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2806
2807         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2808                 local_irq_disable();
2809         check_irq_off();
2810         spin_lock(&l3->list_lock);
2811
2812         /* Make slab active. */
2813         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2814         STATS_INC_GROWN(cachep);
2815         l3->free_objects += cachep->num;
2816         spin_unlock(&l3->list_lock);
2817         return 1;
2818 opps1:
2819         kmem_freepages(cachep, objp);
2820 failed:
2821         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2822                 local_irq_disable();
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 #if DEBUG
2827
2828 /*
2829  * Perform extra freeing checks:
2830  * - detect bad pointers.
2831  * - POISON/RED_ZONE checking
2832  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2833  */
2834 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2835 {
2836         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2837                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2838                        (unsigned long)objp);
2839                 BUG();
2840         }
2841 }
2842
2843 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2844 {
2845         unsigned long redzone1, redzone2;
2846
2847         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2848         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2849
2850         /*
2851          * Redzone is ok.
2852          */
2853         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2854                 return;
2855
2856         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2857                 slab_error(cache, "double free detected");
2858         else
2859                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2860
2861         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx.\n",
2862                         obj, redzone1, redzone2);
2863 }
2864
2865 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2866                                    void *caller)
2867 {
2868         struct page *page;
2869         unsigned int objnr;
2870         struct slab *slabp;
2871
2872         objp -= obj_offset(cachep);
2873         kfree_debugcheck(objp);
2874         page = virt_to_head_page(objp);
2875
2876         slabp = page_get_slab(page);
2877
2878         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2879                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2880                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2881                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2882         }
2883         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2884                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2885
2886         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2887
2888         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2889         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2890
2891         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2892                 /* we want to cache poison the object,
2893                  * call the destruction callback
2894                  */
2895                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2896         }
2897 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2898         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2899 #endif
2900         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2901 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2902                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2903                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2904                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2905                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2906                 } else {
2907                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2908                 }
2909 #else
2910                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2911 #endif
2912         }
2913         return objp;
2914 }
2915
2916 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2917 {
2918         kmem_bufctl_t i;
2919         int entries = 0;
2920
2921         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2922         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2923                 entries++;
2924                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2925                         goto bad;
2926         }
2927         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2928 bad:
2929                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2930                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2931                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2932                 for (i = 0;
2933                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2934                      i++) {
2935                         if (i % 16 == 0)
2936                                 printk("\n%03x:", i);
2937                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2938                 }
2939                 printk("\n");
2940                 BUG();
2941         }
2942 }
2943 #else
2944 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2945 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2946 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2947 #endif
2948
2949 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2950 {
2951         int batchcount;
2952         struct kmem_list3 *l3;
2953         struct array_cache *ac;
2954         int node;
2955
2956         node = numa_node_id();
2957
2958         check_irq_off();
2959         ac = cpu_cache_get(cachep);
2960 retry:
2961         batchcount = ac->batchcount;
2962         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2963                 /*
2964                  * If there was little recent activity on this cache, then
2965                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2966                  * refill bouncing.
2967                  */
2968                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2969         }
2970         l3 = cachep->nodelists[node];
2971
2972         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2973         spin_lock(&l3->list_lock);
2974
2975         /* See if we can refill from the shared array */
2976         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2977                 goto alloc_done;
2978
2979         while (batchcount > 0) {
2980                 struct list_head *entry;
2981                 struct slab *slabp;
2982                 /* Get slab alloc is to come from. */
2983                 entry = l3->slabs_partial.next;
2984                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2985                         l3->free_touched = 1;
2986                         entry = l3->slabs_free.next;
2987                         if (entry == &l3->slabs_free)
2988                                 goto must_grow;
2989                 }
2990
2991                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2992                 check_slabp(cachep, slabp);
2993                 check_spinlock_acquired(cachep);
2994
2995                 /*
2996                  * The slab was either on partial or free list so
2997                  * there must be at least one object available for
2998                  * allocation.
2999                  */
3000                 BUG_ON(slabp->inuse < 0 || slabp->inuse >= cachep->num);
3001
3002                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3003                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3004                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3005                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3006
3007                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3008                                                             node);
3009                 }
3010                 check_slabp(cachep, slabp);
3011
3012                 /* move slabp to correct slabp list: */
3013                 list_del(&slabp->list);
3014                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3015                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3016                 else
3017                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3018         }
3019
3020 must_grow:
3021         l3->free_objects -= ac->avail;
3022 alloc_done:
3023         spin_unlock(&l3->list_lock);
3024
3025         if (unlikely(!ac->avail)) {
3026                 int x;
3027                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3028
3029                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3030                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3031                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3032                         return NULL;
3033
3034                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3035                         goto retry;
3036         }
3037         ac->touched = 1;
3038         return ac->entry[--ac->avail];
3039 }
3040
3041 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3042                                                 gfp_t flags)
3043 {
3044         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3045 #if DEBUG
3046         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3047 #endif
3048 }
3049
3050 #if DEBUG
3051 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3052                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3053 {
3054         if (!objp)
3055                 return objp;
3056         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3057 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3058                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3059                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3060                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3061                 else
3062                         check_poison_obj(cachep, objp);
3063 #else
3064                 check_poison_obj(cachep, objp);
3065 #endif
3066                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3067         }
3068         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3069                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3070
3071         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3072                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3073                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3074                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3075                                                 " object was overwritten");
3076                         printk(KERN_ERR
3077                                 "%p: redzone 1:0x%lx, redzone 2:0x%lx\n",
3078                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3079                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3080                 }
3081                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3082                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3083         }
3084 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3085         {
3086                 struct slab *slabp;
3087                 unsigned objnr;
3088
3089                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3090                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3091                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3092         }
3093 #endif
3094         objp += obj_offset(cachep);
3095         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
3096                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
3097
3098                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
3099                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
3100
3101                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
3102         }
3103 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3104         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3105                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3106                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3107         }
3108 #endif
3109         return objp;
3110 }
3111 #else
3112 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3113 #endif
3114
3115 #ifdef CONFIG_FAILSLAB
3116
3117 static struct failslab_attr {
3118
3119         struct fault_attr attr;
3120
3121         u32 ignore_gfp_wait;
3122 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3123         struct dentry *ignore_gfp_wait_file;
3124 #endif
3125
3126 } failslab = {
3127         .attr = FAULT_ATTR_INITIALIZER,
3128         .ignore_gfp_wait = 1,
3129 };
3130
3131 static int __init setup_failslab(char *str)
3132 {
3133         return setup_fault_attr(&failslab.attr, str);
3134 }
3135 __setup("failslab=", setup_failslab);
3136
3137 static int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3138 {
3139         if (cachep == &cache_cache)
3140                 return 0;
3141         if (flags & __GFP_NOFAIL)
3142                 return 0;
3143         if (failslab.ignore_gfp_wait && (flags & __GFP_WAIT))
3144                 return 0;
3145
3146         return should_fail(&failslab.attr, obj_size(cachep));
3147 }
3148
3149 #ifdef CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS
3150
3151 static int __init failslab_debugfs(void)
3152 {
3153         mode_t mode = S_IFREG | S_IRUSR | S_IWUSR;
3154         struct dentry *dir;
3155         int err;
3156
3157         err = init_fault_attr_dentries(&failslab.attr, "failslab");
3158         if (err)
3159                 return err;
3160         dir = failslab.attr.dentries.dir;
3161
3162         failslab.ignore_gfp_wait_file =
3163                 debugfs_create_bool("ignore-gfp-wait", mode, dir,
3164                                       &failslab.ignore_gfp_wait);
3165
3166         if (!failslab.ignore_gfp_wait_file) {
3167                 err = -ENOMEM;
3168                 debugfs_remove(failslab.ignore_gfp_wait_file);
3169                 cleanup_fault_attr_dentries(&failslab.attr);
3170         }
3171
3172         return err;
3173 }
3174
3175 late_initcall(failslab_debugfs);
3176
3177 #endif /* CONFIG_FAULT_INJECTION_DEBUG_FS */
3178
3179 #else /* CONFIG_FAILSLAB */
3180
3181 static inline int should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3182 {
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 #endif /* CONFIG_FAILSLAB */
3187
3188 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3189 {
3190         void *objp;
3191         struct array_cache *ac;
3192
3193         check_irq_off();
3194
3195         ac = cpu_cache_get(cachep);
3196         if (likely(ac->avail)) {
3197                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3198                 ac->touched = 1;
3199                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3200         } else {
3201                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3202                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3203         }
3204         return objp;
3205 }
3206
3207 #ifdef CONFIG_NUMA
3208 /*
3209  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3210  *
3211  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3212  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3213  */
3214 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3215 {
3216         int nid_alloc, nid_here;
3217
3218         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3219                 return NULL;
3220         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3221         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3222                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3223         else if (current->mempolicy)
3224                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3225         if (nid_alloc != nid_here)
3226                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3227         return NULL;
3228 }
3229
3230 /*
3231  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3232  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3233  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3234  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3235  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3236  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3237  */
3238 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3239 {
3240         struct zonelist *zonelist;
3241         gfp_t local_flags;
3242         struct zone **z;
3243         void *obj = NULL;
3244         int nid;
3245
3246         if (flags & __GFP_THISNODE)
3247                 return NULL;
3248
3249         zonelist = &NODE_DATA(slab_node(current->mempolicy))
3250                         ->node_zonelists[gfp_zone(flags)];
3251         local_flags = (flags & GFP_LEVEL_MASK);
3252
3253 retry:
3254         /*
3255          * Look through allowed nodes for objects available
3256          * from existing per node queues.
3257          */
3258         for (z = zonelist->zones; *z && !obj; z++) {
3259                 nid = zone_to_nid(*z);
3260
3261                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(*z, flags) &&
3262                         cache->nodelists[nid] &&
3263                         cache->nodelists[nid]->free_objects)
3264                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3265                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3266         }
3267
3268         if (!obj && !(flags & __GFP_NO_GROW)) {
3269                 /*
3270                  * This allocation will be performed within the constraints
3271                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3272                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3273                  * set and go into memory reserves if necessary.
3274                  */
3275                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3276                         local_irq_enable();
3277                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3278                 obj = kmem_getpages(cache, flags, -1);
3279                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3280                         local_irq_disable();
3281                 if (obj) {
3282                         /*
3283                          * Insert into the appropriate per node queues
3284                          */
3285                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3286                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3287                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3288                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3289                                 if (!obj)
3290                                         /*
3291                                          * Another processor may allocate the
3292                                          * objects in the slab since we are
3293                                          * not holding any locks.
3294                                          */
3295                                         goto retry;
3296                         } else {
3297                                 /* cache_grow already freed obj */
3298                                 obj = NULL;
3299                         }
3300                 }
3301         }
3302         return obj;
3303 }
3304
3305 /*
3306  * A interface to enable slab creation on nodeid
3307  */
3308 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3309                                 int nodeid)
3310 {
3311         struct list_head *entry;
3312         struct slab *slabp;
3313         struct kmem_list3 *l3;
3314         void *obj;
3315         int x;
3316
3317         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3318         BUG_ON(!l3);
3319
3320 retry:
3321         check_irq_off();
3322         spin_lock(&l3->list_lock);
3323         entry = l3->slabs_partial.next;
3324         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3325                 l3->free_touched = 1;
3326                 entry = l3->slabs_free.next;
3327                 if (entry == &l3->slabs_free)
3328                         goto must_grow;
3329         }
3330
3331         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3332         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3333         check_slabp(cachep, slabp);
3334
3335         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3336         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3337         STATS_SET_HIGH(cachep);
3338
3339         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3340
3341         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3342         check_slabp(cachep, slabp);
3343         l3->free_objects--;
3344         /* move slabp to correct slabp list: */
3345         list_del(&slabp->list);
3346
3347         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3348                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3349         else
3350                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3351
3352         spin_unlock(&l3->list_lock);
3353         goto done;
3354
3355 must_grow:
3356         spin_unlock(&l3->list_lock);
3357         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3358         if (x)
3359                 goto retry;
3360
3361         return fallback_alloc(cachep, flags);
3362
3363 done:
3364         return obj;
3365 }
3366
3367 /**
3368  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3369  * @cachep: The cache to allocate from.
3370  * @flags: See kmalloc().
3371  * @nodeid: node number of the target node.
3372  * @caller: return address of caller, used for debug information
3373  *
3374  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3375  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3376  *
3377  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3378  */
3379 static __always_inline void *
3380 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3381                    void *caller)
3382 {
3383         unsigned long save_flags;
3384         void *ptr;
3385
3386         if (should_failslab(cachep, flags))
3387                 return NULL;
3388
3389         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3390         local_irq_save(save_flags);
3391
3392         if (unlikely(nodeid == -1))
3393                 nodeid = numa_node_id();
3394
3395         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3396                 /* Node not bootstrapped yet */
3397                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3398                 goto out;
3399         }
3400
3401         if (nodeid == numa_node_id()) {
3402                 /*
3403                  * Use the locally cached objects if possible.
3404                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3405                  * to other nodes. It may fail while we still have
3406                  * objects on other nodes available.
3407                  */
3408                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3409                 if (ptr)
3410                         goto out;
3411         }
3412         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3413         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3414   out:
3415         local_irq_restore(save_flags);
3416         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3417
3418         return ptr;
3419 }
3420
3421 static __always_inline void *
3422 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3423 {
3424         void *objp;
3425
3426         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3427                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3428                 if (objp)
3429                         goto out;
3430         }
3431         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3432
3433         /*
3434          * We may just have run out of memory on the local node.
3435          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3436          */
3437         if (!objp)
3438                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3439
3440   out:
3441         return objp;
3442 }
3443 #else
3444
3445 static __always_inline void *
3446 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3447 {
3448         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3449 }
3450
3451 #endif /* CONFIG_NUMA */
3452
3453 static __always_inline void *
3454 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3455 {
3456         unsigned long save_flags;
3457         void *objp;
3458
3459         if (should_failslab(cachep, flags))
3460                 return NULL;
3461
3462         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3463         local_irq_save(save_flags);
3464         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3465         local_irq_restore(save_flags);
3466         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3467         prefetchw(objp);
3468
3469         return objp;
3470 }
3471
3472 /*
3473  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3474  */
3475 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3476                        int node)
3477 {
3478         int i;
3479         struct kmem_list3 *l3;
3480
3481         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3482                 void *objp = objpp[i];
3483                 struct slab *slabp;
3484
3485                 slabp = virt_to_slab(objp);
3486                 l3 = cachep->nodelists[node];
3487                 list_del(&slabp->list);
3488                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3489                 check_slabp(cachep, slabp);
3490                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3491                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3492                 l3->free_objects++;
3493                 check_slabp(cachep, slabp);
3494
3495                 /* fixup slab chains */
3496                 if (slabp->inuse == 0) {
3497                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3498                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3499                                 /* No need to drop any previously held
3500                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3501                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3502                                  * a different cache, refer to comments before
3503                                  * alloc_slabmgmt.
3504                                  */
3505                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3506                         } else {
3507                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3508                         }
3509                 } else {
3510                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3511                          * partial list on free - maximum time for the
3512                          * other objects to be freed, too.
3513                          */
3514                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3515                 }
3516         }
3517 }
3518
3519 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3520 {
3521         int batchcount;
3522         struct kmem_list3 *l3;
3523         int node = numa_node_id();
3524
3525         batchcount = ac->batchcount;
3526 #if DEBUG
3527         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3528 #endif
3529         check_irq_off();
3530         l3 = cachep->nodelists[node];
3531         spin_lock(&l3->list_lock);
3532         if (l3->shared) {
3533                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3534                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3535                 if (max) {
3536                         if (batchcount > max)
3537                                 batchcount = max;
3538                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3539                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3540                         shared_array->avail += batchcount;
3541                         goto free_done;
3542                 }
3543         }
3544
3545         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3546 free_done:
3547 #if STATS
3548         {
3549                 int i = 0;
3550                 struct list_head *p;
3551
3552                 p = l3->slabs_free.next;
3553                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3554                         struct slab *slabp;
3555
3556                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3557                         BUG_ON(slabp->inuse);
3558
3559                         i++;
3560                         p = p->next;
3561                 }
3562                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3563         }
3564 #endif
3565         spin_unlock(&l3->list_lock);
3566         ac->avail -= batchcount;
3567         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3572  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3573  */
3574 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3575 {
3576         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3577
3578         check_irq_off();
3579         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3580
3581         if (use_alien_caches && cache_free_alien(cachep, objp))
3582                 return;
3583
3584         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3585                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3586                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3587                 return;
3588         } else {
3589                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3590                 cache_flusharray(cachep, ac);
3591                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3592         }
3593 }
3594
3595 /**
3596  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3597  * @cachep: The cache to allocate from.
3598  * @flags: See kmalloc().
3599  *
3600  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3601  * if the cache has no available objects.
3602  */
3603 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3604 {
3605         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3606 }
3607 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3608
3609 /**
3610  * kmem_cache_zalloc - Allocate an object. The memory is set to zero.
3611  * @cache: The cache to allocate from.
3612  * @flags: See kmalloc().
3613  *
3614  * Allocate an object from this cache and set the allocated memory to zero.
3615  * The flags are only relevant if the cache has no available objects.
3616  */
3617 void *kmem_cache_zalloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3618 {
3619         void *ret = __cache_alloc(cache, flags, __builtin_return_address(0));
3620         if (ret)
3621                 memset(ret, 0, obj_size(cache));
3622         return ret;
3623 }
3624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_zalloc);
3625
3626 /**
3627  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3628  *      be a slab entry.
3629  * @cachep: the cache we're checking against
3630  * @ptr: pointer to validate
3631  *
3632  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3633  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3634  * part of the slab cache in question, but it at least
3635  * validates that the pointer can be dereferenced and
3636  * looks half-way sane.
3637  *
3638  * Currently only used for dentry validation.
3639  */
3640 int kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, const void *ptr)
3641 {
3642         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3643         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3644         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3645         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3646         struct page *page;
3647
3648         if (unlikely(addr < min_addr))
3649                 goto out;
3650         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3651                 goto out;
3652         if (unlikely(addr & align_mask))
3653                 goto out;
3654         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3655                 goto out;
3656         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3657                 goto out;
3658         page = virt_to_page(ptr);
3659         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3660                 goto out;
3661         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3662                 goto out;
3663         return 1;
3664 out:
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 #ifdef CONFIG_NUMA
3669 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3670 {
3671         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3672                         __builtin_return_address(0));
3673 }
3674 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3675
3676 static __always_inline void *
3677 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3678 {
3679         struct kmem_cache *cachep;
3680
3681         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3682         if (unlikely(cachep == NULL))
3683                 return NULL;
3684         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3685 }
3686
3687 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3688 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3689 {
3690         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3691                         __builtin_return_address(0));
3692 }
3693 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3694
3695 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3696                 int node, void *caller)
3697 {
3698         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3701 #else
3702 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3703 {
3704         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3707 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB */
3708 #endif /* CONFIG_NUMA */
3709
3710 /**
3711  * __do_kmalloc - allocate memory
3712  * @size: how many bytes of memory are required.
3713  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3714  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3715  */
3716 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3717                                           void *caller)
3718 {
3719         struct kmem_cache *cachep;
3720
3721         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3722          * __ with kmem_.
3723          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3724          * functions.
3725          */
3726         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3727         if (unlikely(cachep == NULL))
3728                 return NULL;
3729         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3730 }
3731
3732
3733 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
3734 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3735 {
3736         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3737 }
3738 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3739
3740 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3741 {
3742         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3745
3746 #else
3747 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3748 {
3749         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3750 }
3751 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3752 #endif
3753
3754 /**
3755  * krealloc - reallocate memory. The contents will remain unchanged.
3756  *
3757  * @p: object to reallocate memory for.
3758  * @new_size: how many bytes of memory are required.
3759  * @flags: the type of memory to allocate.
3760  *
3761  * The contents of the object pointed to are preserved up to the
3762  * lesser of the new and old sizes.  If @p is %NULL, krealloc()
3763  * behaves exactly like kmalloc().  If @size is 0 and @p is not a
3764  * %NULL pointer, the object pointed to is freed.
3765  */
3766 void *krealloc(const void *p, size_t new_size, gfp_t flags)
3767 {
3768         struct kmem_cache *cache, *new_cache;
3769         void *ret;
3770
3771         if (unlikely(!p))
3772                 return kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3773
3774         if (unlikely(!new_size)) {
3775                 kfree(p);
3776                 return NULL;
3777         }
3778
3779         cache = virt_to_cache(p);
3780         new_cache = __find_general_cachep(new_size, flags);
3781
3782         /*
3783          * If new size fits in the current cache, bail out.
3784          */
3785         if (likely(cache == new_cache))
3786                 return (void *)p;
3787
3788         /*
3789          * We are on the slow-path here so do not use __cache_alloc
3790          * because it bloats kernel text.
3791          */
3792         ret = kmalloc_track_caller(new_size, flags);
3793         if (ret) {
3794                 memcpy(ret, p, min(new_size, ksize(p)));
3795                 kfree(p);
3796         }
3797         return ret;
3798 }
3799 EXPORT_SYMBOL(krealloc);
3800
3801 /**
3802  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3803  * @cachep: The cache the allocation was from.
3804  * @objp: The previously allocated object.
3805  *
3806  * Free an object which was previously allocated from this
3807  * cache.
3808  */
3809 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3810 {
3811         unsigned long flags;
3812
3813         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3814
3815         local_irq_save(flags);
3816         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3817         __cache_free(cachep, objp);
3818         local_irq_restore(flags);
3819 }
3820 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3821
3822 /**
3823  * kfree - free previously allocated memory
3824  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3825  *
3826  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3827  *
3828  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3829  * or you will run into trouble.
3830  */
3831 void kfree(const void *objp)
3832 {
3833         struct kmem_cache *c;
3834         unsigned long flags;
3835
3836         if (unlikely(!objp))
3837                 return;
3838         local_irq_save(flags);
3839         kfree_debugcheck(objp);
3840         c = virt_to_cache(objp);
3841         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3842         __cache_free(c, (void *)objp);
3843         local_irq_restore(flags);
3844 }
3845 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3846
3847 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3848 {
3849         return obj_size(cachep);
3850 }
3851 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3852
3853 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3854 {
3855         return cachep->name;
3856 }
3857 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3858
3859 /*
3860  * This initializes kmem_list3 or resizes varioius caches for all nodes.
3861  */
3862 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3863 {
3864         int node;
3865         struct kmem_list3 *l3;
3866         struct array_cache *new_shared;
3867         struct array_cache **new_alien = NULL;
3868
3869         for_each_online_node(node) {
3870
3871                 if (use_alien_caches) {
3872                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
3873                         if (!new_alien)
3874                                 goto fail;
3875                 }
3876
3877                 new_shared = NULL;
3878                 if (cachep->shared) {
3879                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3880                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3881                                         0xbaadf00d);
3882                         if (!new_shared) {
3883                                 free_alien_cache(new_alien);
3884                                 goto fail;
3885                         }
3886                 }
3887
3888                 l3 = cachep->nodelists[node];
3889                 if (l3) {
3890                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3891
3892                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3893
3894                         if (shared)
3895                                 free_block(cachep, shared->entry,
3896                                                 shared->avail, node);
3897
3898                         l3->shared = new_shared;
3899                         if (!l3->alien) {
3900                                 l3->alien = new_alien;
3901                                 new_alien = NULL;
3902                         }
3903                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3904                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3905                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3906                         kfree(shared);
3907                         free_alien_cache(new_alien);
3908                         continue;
3909                 }
3910                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, node);
3911                 if (!l3) {
3912                         free_alien_cache(new_alien);
3913                         kfree(new_shared);
3914                         goto fail;
3915                 }
3916
3917                 kmem_list3_init(l3);
3918                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3919                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3920                 l3->shared = new_shared;
3921                 l3->alien = new_alien;
3922                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3923                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3924                 cachep->nodelists[node] = l3;
3925         }
3926         return 0;
3927
3928 fail:
3929         if (!cachep->next.next) {
3930                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3931                 node--;
3932                 while (node >= 0) {
3933                         if (cachep->nodelists[node]) {
3934                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3935
3936                                 kfree(l3->shared);
3937                                 free_alien_cache(l3->alien);
3938                                 kfree(l3);
3939                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3940                         }
3941                         node--;
3942                 }
3943         }
3944         return -ENOMEM;
3945 }
3946
3947 struct ccupdate_struct {
3948         struct kmem_cache *cachep;
3949         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3950 };
3951
3952 static void do_ccupdate_local(void *info)
3953 {
3954         struct ccupdate_struct *new = info;
3955         struct array_cache *old;
3956
3957         check_irq_off();
3958         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3959
3960         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3961         new->new[smp_processor_id()] = old;
3962 }
3963
3964 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3965 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3966                                 int batchcount, int shared)
3967 {
3968         struct ccupdate_struct *new;
3969         int i;
3970
3971         new = kzalloc(sizeof(*new), GFP_KERNEL);
3972         if (!new)
3973                 return -ENOMEM;
3974
3975         for_each_online_cpu(i) {
3976                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit,
3977                                                 batchcount);
3978                 if (!new->new[i]) {
3979                         for (i--; i >= 0; i--)
3980                                 kfree(new->new[i]);
3981                         kfree(new);
3982                         return -ENOMEM;
3983                 }
3984         }
3985         new->cachep = cachep;
3986
3987         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1, 1);
3988
3989         check_irq_on();
3990         cachep->batchcount = batchcount;
3991         cachep->limit = limit;
3992         cachep->shared = shared;
3993
3994         for_each_online_cpu(i) {
3995                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3996                 if (!ccold)
3997                         continue;
3998                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3999                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
4000                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
4001                 kfree(ccold);
4002         }
4003         kfree(new);
4004         return alloc_kmemlist(cachep);
4005 }
4006
4007 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4008 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
4009 {
4010         int err;
4011         int limit, shared;
4012
4013         /*
4014          * The head array serves three purposes:
4015          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4016          * - reduce the number of spinlock operations.
4017          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4018          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4019          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4020          * Bonwick.
4021          */
4022         if (cachep->buffer_size > 131072)
4023                 limit = 1;
4024         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4025                 limit = 8;
4026         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4027                 limit = 24;
4028         else if (cachep->buffer_size > 256)
4029                 limit = 54;
4030         else
4031                 limit = 120;
4032
4033         /*
4034          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4035          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4036          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4037          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4038          * replaces Bonwick's magazine layer.
4039          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4040          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4041          */
4042         shared = 0;
4043         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4044                 shared = 8;
4045
4046 #if DEBUG
4047         /*
4048          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4049          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4050          */
4051         if (limit > 32)
4052                 limit = 32;
4053 #endif
4054         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
4055         if (err)
4056                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4057                        cachep->name, -err);
4058         return err;
4059 }
4060
4061 /*
4062  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4063  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4064  * if drain_array() is used on the shared array.
4065  */
4066 void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4067                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4068 {
4069         int tofree;
4070
4071         if (!ac || !ac->avail)
4072                 return;
4073         if (ac->touched && !force) {
4074                 ac->touched = 0;
4075         } else {
4076                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4077                 if (ac->avail) {
4078                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4079                         if (tofree > ac->avail)
4080                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4081                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4082                         ac->avail -= tofree;
4083                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4084                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4085                 }
4086                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4087         }
4088 }
4089
4090 /**
4091  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4092  * @w: work descriptor
4093  *
4094  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4095  * Purpose:
4096  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4097  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4098  *
4099  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4100  * again on the next iteration.
4101  */
4102 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4103 {
4104         struct kmem_cache *searchp;
4105         struct kmem_list3 *l3;
4106         int node = numa_node_id();
4107         struct delayed_work *work =
4108                 container_of(w, struct delayed_work, work);
4109
4110         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4111                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4112                 goto out;
4113
4114         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4115                 check_irq_on();
4116
4117                 /*
4118                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4119                  * have established with reasonable certainty that
4120                  * we can do some work if the lock was obtained.
4121                  */
4122                 l3 = searchp->nodelists[node];
4123
4124                 reap_alien(searchp, l3);
4125
4126                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4127
4128                 /*
4129                  * These are racy checks but it does not matter
4130                  * if we skip one check or scan twice.
4131                  */
4132                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4133                         goto next;
4134
4135                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4136
4137                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4138
4139                 if (l3->free_touched)
4140                         l3->free_touched = 0;
4141                 else {
4142                         int freed;
4143
4144                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4145                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4146                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4147                 }
4148 next:
4149                 cond_resched();
4150         }
4151         check_irq_on();
4152         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4153         next_reap_node();
4154         refresh_cpu_vm_stats(smp_processor_id());
4155 out:
4156         /* Set up the next iteration */
4157         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4158 }
4159
4160 #ifdef CONFIG_PROC_FS
4161
4162 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4163 {
4164         /*
4165          * Output format version, so at least we can change it
4166          * without _too_ many complaints.
4167          */
4168 #if STATS
4169         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4170 #else
4171         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4172 #endif
4173         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4174                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4175         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4176         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4177 #if STATS
4178         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4179                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4180         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4181 #endif
4182         seq_putc(m, '\n');
4183 }
4184
4185 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4186 {
4187         loff_t n = *pos;
4188         struct list_head *p;
4189
4190         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4191         if (!n)
4192                 print_slabinfo_header(m);
4193         p = cache_chain.next;
4194         while (n--) {
4195                 p = p->next;
4196                 if (p == &cache_chain)
4197                         return NULL;
4198         }
4199         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4200 }
4201
4202 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4203 {
4204         struct kmem_cache *cachep = p;
4205         ++*pos;
4206         return cachep->next.next == &cache_chain ?
4207                 NULL : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
4208 }
4209
4210 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4211 {
4212         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4213 }
4214
4215 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4216 {
4217         struct kmem_cache *cachep = p;
4218         struct slab *slabp;
4219         unsigned long active_objs;
4220         unsigned long num_objs;
4221         unsigned long active_slabs = 0;
4222         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4223         const char *name;
4224         char *error = NULL;
4225         int node;
4226         struct kmem_list3 *l3;
4227
4228         active_objs = 0;
4229         num_slabs = 0;
4230         for_each_online_node(node) {
4231                 l3 = cachep->nodelists[node];
4232                 if (!l3)
4233                         continue;
4234
4235                 check_irq_on();
4236                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4237
4238                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4239                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4240                                 error = "slabs_full accounting error";
4241                         active_objs += cachep->num;
4242                         active_slabs++;
4243                 }
4244                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4245                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4246                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4247                         if (!slabp->inuse && !error)
4248                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4249                         active_objs += slabp->inuse;
4250                         active_slabs++;
4251                 }
4252                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4253                         if (slabp->inuse && !error)
4254                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4255                         num_slabs++;
4256                 }
4257                 free_objects += l3->free_objects;
4258                 if (l3->shared)
4259                         shared_avail += l3->shared->avail;
4260
4261                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4262         }
4263         num_slabs += active_slabs;
4264         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4265         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4266                 error = "free_objects accounting error";
4267
4268         name = cachep->name;
4269         if (error)
4270                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4271
4272         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4273                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4274                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4275         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4276                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4277         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4278                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4279 #if STATS
4280         {                       /* list3 stats */
4281                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4282                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4283                 unsigned long grown = cachep->grown;
4284                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4285                 unsigned long errors = cachep->errors;
4286                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4287                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4288                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4289                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4290
4291                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
4292                                 %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown,
4293                                 reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4294                                 node_frees, overflows);
4295         }
4296         /* cpu stats */
4297         {
4298                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4299                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4300                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4301                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4302
4303                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4304                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4305         }
4306 #endif
4307         seq_putc(m, '\n');
4308         return 0;
4309 }
4310
4311 /*
4312  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4313  *
4314  * Output layout:
4315  * cache-name
4316  * num-active-objs
4317  * total-objs
4318  * object size
4319  * num-active-slabs
4320  * total-slabs
4321  * num-pages-per-slab
4322  * + further values on SMP and with statistics enabled
4323  */
4324
4325 const struct seq_operations slabinfo_op = {
4326         .start = s_start,
4327         .next = s_next,
4328         .stop = s_stop,
4329         .show = s_show,
4330 };
4331
4332 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4333 /**
4334  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4335  * @file: unused
4336  * @buffer: user buffer
4337  * @count: data length
4338  * @ppos: unused
4339  */
4340 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
4341                        size_t count, loff_t *ppos)
4342 {
4343         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4344         int limit, batchcount, shared, res;
4345         struct kmem_cache *cachep;
4346
4347         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4348                 return -EINVAL;
4349         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4350                 return -EFAULT;
4351         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4352
4353         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4354         if (!tmp)
4355                 return -EINVAL;
4356         *tmp = '\0';
4357         tmp++;
4358         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4359                 return -EINVAL;
4360
4361         /* Find the cache in the chain of caches. */
4362         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4363         res = -EINVAL;
4364         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4365                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4366                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4367                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4368                                 res = 0;
4369                         } else {
4370                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4371                                                        batchcount, shared);
4372                         }
4373                         break;
4374                 }
4375         }
4376         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4377         if (res >= 0)
4378                 res = count;
4379         return res;
4380 }
4381
4382 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4383
4384 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4385 {
4386         loff_t n = *pos;
4387         struct list_head *p;
4388
4389         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4390         p = cache_chain.next;
4391         while (n--) {
4392                 p = p->next;
4393                 if (p == &cache_chain)
4394                         return NULL;
4395         }
4396         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4397 }
4398
4399 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4400 {
4401         unsigned long *p;
4402         int l;
4403         if (!v)
4404                 return 1;
4405         l = n[1];
4406         p = n + 2;
4407         while (l) {
4408                 int i = l/2;
4409                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4410                 if (*q == v) {
4411                         q[1]++;
4412                         return 1;
4413                 }
4414                 if (*q > v) {
4415                         l = i;
4416                 } else {
4417                         p = q + 2;
4418                         l -= i + 1;
4419                 }
4420         }
4421         if (++n[1] == n[0])
4422                 return 0;
4423         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4424         p[0] = v;
4425         p[1] = 1;
4426         return 1;
4427 }
4428
4429 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4430 {
4431         void *p;
4432         int i;
4433         if (n[0] == n[1])
4434                 return;
4435         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4436                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4437                         continue;
4438                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4439                         return;
4440         }
4441 }
4442
4443 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4444 {
4445 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4446         char *modname;
4447         const char *name;
4448         unsigned long offset, size;
4449         char namebuf[KSYM_NAME_LEN+1];
4450
4451         name = kallsyms_lookup(address, &size, &offset, &modname, namebuf);
4452
4453         if (name) {
4454                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4455                 if (modname)
4456                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4457                 return;
4458         }
4459 #endif
4460         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4461 }
4462
4463 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4464 {
4465         struct kmem_cache *cachep = p;
4466         struct slab *slabp;
4467         struct kmem_list3 *l3;
4468         const char *name;
4469         unsigned long *n = m->private;
4470         int node;
4471         int i;
4472
4473         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4474                 return 0;
4475         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4476                 return 0;
4477
4478         /* OK, we can do it */
4479
4480         n[1] = 0;
4481
4482         for_each_online_node(node) {
4483                 l3 = cachep->nodelists[node];
4484                 if (!l3)
4485                         continue;
4486
4487                 check_irq_on();
4488                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4489
4490                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4491                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4492                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4493                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4494                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4495         }
4496         name = cachep->name;
4497         if (n[0] == n[1]) {
4498                 /* Increase the buffer size */
4499                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4500                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4501                 if (!m->private) {
4502                         /* Too bad, we are really out */
4503                         m->private = n;
4504                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4505                         return -ENOMEM;
4506                 }
4507                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4508                 kfree(n);
4509                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4510                 /* Now make sure this entry will be retried */
4511                 m->count = m->size;
4512                 return 0;
4513         }
4514         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4515                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4516                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4517                 seq_putc(m, '\n');
4518         }
4519
4520         return 0;
4521 }
4522
4523 const struct seq_operations slabstats_op = {
4524         .start = leaks_start,
4525         .next = s_next,
4526         .stop = s_stop,
4527         .show = leaks_show,
4528 };
4529 #endif
4530 #endif
4531
4532 /**
4533  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4534  * @objp: Pointer to the object
4535  *
4536  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4537  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4538  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4539  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4540  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4541  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4542  * must not be freed during the duration of the call.
4543  */
4544 size_t ksize(const void *objp)
4545 {
4546         if (unlikely(objp == NULL))
4547                 return 0;
4548
4549         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4550 }