slab,rcu: don't assume the size of struct rcu_head
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118
119 #include        <asm/cacheflush.h>
120 #include        <asm/tlbflush.h>
121 #include        <asm/page.h>
122
123 /*
124  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
125  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
126  *
127  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
128  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
129  *
130  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
131  */
132
133 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
134 #define DEBUG           1
135 #define STATS           1
136 #define FORCED_DEBUG    1
137 #else
138 #define DEBUG           0
139 #define STATS           0
140 #define FORCED_DEBUG    0
141 #endif
142
143 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
144 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
145 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
146
147 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
148 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
149 #endif
150
151 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
152 #if DEBUG
153 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
154                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
155                          SLAB_CACHE_DMA | \
156                          SLAB_STORE_USER | \
157                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
158                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
159                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
160 #else
161 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
162                          SLAB_CACHE_DMA | \
163                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
164                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
165                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
166 #endif
167
168 /*
169  * kmem_bufctl_t:
170  *
171  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
172  * linked offsets.
173  *
174  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
175  * slab an object belongs to.
176  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
177  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
178  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
179  * that does not use off-slab slabs.
180  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
181  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
182  * to have too many per slab.
183  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
184  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
185  */
186
187 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
188 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
189 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
190 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
191 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
192
193 /*
194  * struct slab_rcu
195  *
196  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
197  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
198  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
199  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
200  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
201  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
202  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
203  *
204  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
205  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
206  */
207 struct slab_rcu {
208         struct rcu_head head;
209         struct kmem_cache *cachep;
210         void *addr;
211 };
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         union {
222                 struct {
223                         struct list_head list;
224                         unsigned long colouroff;
225                         void *s_mem;            /* including colour offset */
226                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
227                         kmem_bufctl_t free;
228                         unsigned short nodeid;
229                 };
230                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
231         };
232 };
233
234 /*
235  * struct array_cache
236  *
237  * Purpose:
238  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
239  * - reduce the number of linked list operations
240  * - reduce spinlock operations
241  *
242  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
243  * footprint.
244  *
245  */
246 struct array_cache {
247         unsigned int avail;
248         unsigned int limit;
249         unsigned int batchcount;
250         unsigned int touched;
251         spinlock_t lock;
252         void *entry[];  /*
253                          * Must have this definition in here for the proper
254                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
255                          * the entries.
256                          */
257 };
258
259 /*
260  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
261  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
262  */
263 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
264 struct arraycache_init {
265         struct array_cache cache;
266         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
267 };
268
269 /*
270  * The slab lists for all objects.
271  */
272 struct kmem_list3 {
273         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
274         struct list_head slabs_full;
275         struct list_head slabs_free;
276         unsigned long free_objects;
277         unsigned int free_limit;
278         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
279         spinlock_t list_lock;
280         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
281         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
282         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
283         int free_touched;               /* updated without locking */
284 };
285
286 /*
287  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
288  */
289 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
290 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
291 #define CACHE_CACHE 0
292 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
293 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
294
295 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
296                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
297 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
298                         int node);
299 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
300 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
301
302 /*
303  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
304  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
305  */
306 static __always_inline int index_of(const size_t size)
307 {
308         extern void __bad_size(void);
309
310         if (__builtin_constant_p(size)) {
311                 int i = 0;
312
313 #define CACHE(x) \
314         if (size <=x) \
315                 return i; \
316         else \
317                 i++;
318 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
319 #undef CACHE
320                 __bad_size();
321         } else
322                 __bad_size();
323         return 0;
324 }
325
326 static int slab_early_init = 1;
327
328 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
329 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
330
331 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
332 {
333         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
334         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
335         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
336         parent->shared = NULL;
337         parent->alien = NULL;
338         parent->colour_next = 0;
339         spin_lock_init(&parent->list_lock);
340         parent->free_objects = 0;
341         parent->free_touched = 0;
342 }
343
344 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
345         do {                                                            \
346                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
347                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
348         } while (0)
349
350 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
351         do {                                                            \
352         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
353         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
354         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
355         } while (0)
356
357 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
358 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
359
360 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
361 /*
362  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
363  * cpucache drain/refill cycles.
364  *
365  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
366  * which could lock up otherwise freeable slabs.
367  */
368 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
369 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
370
371 #if STATS
372 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
373 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
374 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
375 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
376 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
377 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
378         do {                                                            \
379                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
380                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
381         } while (0)
382 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
383 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
384 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
385 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
386 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
387         do {                                                            \
388                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
389                         (x)->max_freeable = i;                          \
390         } while (0)
391 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
392 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
393 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
394 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
395 #else
396 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
397 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
399 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
400 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
401 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
402 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
403 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
404 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
405 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
406 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
407 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
409 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
411 #endif
412
413 #if DEBUG
414
415 /*
416  * memory layout of objects:
417  * 0            : objp
418  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
419  *              the end of an object is aligned with the end of the real
420  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
421  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
422  *              redzone word.
423  * cachep->obj_offset: The real object.
424  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
425  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
426  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
427  */
428 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return cachep->obj_offset;
431 }
432
433 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
434 {
435         return cachep->obj_size;
436 }
437
438 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
439 {
440         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
441         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
442                                       sizeof(unsigned long long));
443 }
444
445 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
446 {
447         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
448         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
449                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
450                                               sizeof(unsigned long long) -
451                                               REDZONE_ALIGN);
452         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
453                                        sizeof(unsigned long long));
454 }
455
456 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
457 {
458         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
459         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
460 }
461
462 #else
463
464 #define obj_offset(x)                   0
465 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
466 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
467 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
468 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
469
470 #endif
471
472 #ifdef CONFIG_TRACING
473 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
474 {
475         return cachep->buffer_size;
476 }
477 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
478 #endif
479
480 /*
481  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
482  */
483 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
484 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
485 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
486
487 /*
488  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
489  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
490  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
491  */
492 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
493 {
494         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
495 }
496
497 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
498 {
499         page = compound_head(page);
500         BUG_ON(!PageSlab(page));
501         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
502 }
503
504 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
505 {
506         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
507 }
508
509 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
510 {
511         BUG_ON(!PageSlab(page));
512         return (struct slab *)page->lru.prev;
513 }
514
515 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
516 {
517         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
518         return page_get_cache(page);
519 }
520
521 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
522 {
523         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
524         return page_get_slab(page);
525 }
526
527 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
528                                  unsigned int idx)
529 {
530         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
531 }
532
533 /*
534  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
535  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
536  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
537  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
538  */
539 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
540                                         const struct slab *slab, void *obj)
541 {
542         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
543         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
544 }
545
546 /*
547  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
548  */
549 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
550 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
551 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
552         CACHE(ULONG_MAX)
553 #undef CACHE
554 };
555 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
556
557 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
558 struct cache_names {
559         char *name;
560         char *name_dma;
561 };
562
563 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
564 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
565 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
566         {NULL,}
567 #undef CACHE
568 };
569
570 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
571     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
572 static struct arraycache_init initarray_generic =
573     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
574
575 /* internal cache of cache description objs */
576 static struct kmem_cache cache_cache = {
577         .batchcount = 1,
578         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
579         .shared = 1,
580         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
581         .name = "kmem_cache",
582 };
583
584 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
585
586 /*
587  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
588  * until the general caches are up.
589  */
590 static enum {
591         NONE,
592         PARTIAL_AC,
593         PARTIAL_L3,
594         EARLY,
595         FULL
596 } g_cpucache_up;
597
598 /*
599  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
600  */
601 int slab_is_available(void)
602 {
603         return g_cpucache_up >= EARLY;
604 }
605
606 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
607
608 /*
609  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
610  * for other slabs "off slab".
611  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
612  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
613  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
614  *
615  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
616  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
617  * then comes back up during hotplug
618  */
619 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
620 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
621
622 static void init_node_lock_keys(int q)
623 {
624         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
625
626         if (g_cpucache_up != FULL)
627                 return;
628
629         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
630                 struct array_cache **alc;
631                 struct kmem_list3 *l3;
632                 int r;
633
634                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
635                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
636                         continue;
637                 lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
638                 alc = l3->alien;
639                 /*
640                  * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
641                  * should go away when common slab code is taught to
642                  * work even without alien caches.
643                  * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
644                  * for alloc_alien_cache,
645                  */
646                 if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
647                         continue;
648                 for_each_node(r) {
649                         if (alc[r])
650                                 lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
651                                         &on_slab_alc_key);
652                 }
653         }
654 }
655
656 static inline void init_lock_keys(void)
657 {
658         int node;
659
660         for_each_node(node)
661                 init_node_lock_keys(node);
662 }
663 #else
664 static void init_node_lock_keys(int q)
665 {
666 }
667
668 static inline void init_lock_keys(void)
669 {
670 }
671 #endif
672
673 /*
674  * Guard access to the cache-chain.
675  */
676 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
677 static struct list_head cache_chain;
678
679 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
680
681 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
682 {
683         return cachep->array[smp_processor_id()];
684 }
685
686 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
687                                                         gfp_t gfpflags)
688 {
689         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
690
691 #if DEBUG
692         /* This happens if someone tries to call
693          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
694          * the generic caches are initialized.
695          */
696         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
697 #endif
698         if (!size)
699                 return ZERO_SIZE_PTR;
700
701         while (size > csizep->cs_size)
702                 csizep++;
703
704         /*
705          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
706          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
707          * for large kmalloc calls required.
708          */
709 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
710         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
711                 return csizep->cs_dmacachep;
712 #endif
713         return csizep->cs_cachep;
714 }
715
716 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
717 {
718         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
719 }
720
721 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
722 {
723         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
724 }
725
726 /*
727  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
728  */
729 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
730                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
731                            unsigned int *num)
732 {
733         int nr_objs;
734         size_t mgmt_size;
735         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
736
737         /*
738          * The slab management structure can be either off the slab or
739          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
740          * slab is used for:
741          *
742          * - The struct slab
743          * - One kmem_bufctl_t for each object
744          * - Padding to respect alignment of @align
745          * - @buffer_size bytes for each object
746          *
747          * If the slab management structure is off the slab, then the
748          * alignment will already be calculated into the size. Because
749          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
750          * correct alignment when allocated.
751          */
752         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
753                 mgmt_size = 0;
754                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
755
756                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
757                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
758         } else {
759                 /*
760                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
761                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
762                  * least @align. In the worst case, this result will
763                  * be one greater than the number of objects that fit
764                  * into the memory allocation when taking the padding
765                  * into account.
766                  */
767                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
768                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
769
770                 /*
771                  * This calculated number will be either the right
772                  * amount, or one greater than what we want.
773                  */
774                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
775                        > slab_size)
776                         nr_objs--;
777
778                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
779                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
780
781                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
782         }
783         *num = nr_objs;
784         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
785 }
786
787 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
788
789 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
790                         char *msg)
791 {
792         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
793                function, cachep->name, msg);
794         dump_stack();
795 }
796
797 /*
798  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
799  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
800  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
801  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
802  * line
803   */
804
805 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
806 static int __init noaliencache_setup(char *s)
807 {
808         use_alien_caches = 0;
809         return 1;
810 }
811 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
812
813 #ifdef CONFIG_NUMA
814 /*
815  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
816  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
817  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
818  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
819  */
820 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
821
822 static void init_reap_node(int cpu)
823 {
824         int node;
825
826         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
827         if (node == MAX_NUMNODES)
828                 node = first_node(node_online_map);
829
830         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
831 }
832
833 static void next_reap_node(void)
834 {
835         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
836
837         node = next_node(node, node_online_map);
838         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
839                 node = first_node(node_online_map);
840         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
841 }
842
843 #else
844 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
845 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
846 #endif
847
848 /*
849  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
850  * via the workqueue/eventd.
851  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
852  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
853  * lock.
854  */
855 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
856 {
857         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
858
859         /*
860          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
861          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
862          * at that time.
863          */
864         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
865                 init_reap_node(cpu);
866                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
867                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
868                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
869         }
870 }
871
872 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
873                                             int batchcount, gfp_t gfp)
874 {
875         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
876         struct array_cache *nc = NULL;
877
878         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
879         /*
880          * The array_cache structures contain pointers to free object.
881          * However, when such objects are allocated or transfered to another
882          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
883          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
884          * not scan such objects.
885          */
886         kmemleak_no_scan(nc);
887         if (nc) {
888                 nc->avail = 0;
889                 nc->limit = entries;
890                 nc->batchcount = batchcount;
891                 nc->touched = 0;
892                 spin_lock_init(&nc->lock);
893         }
894         return nc;
895 }
896
897 /*
898  * Transfer objects in one arraycache to another.
899  * Locking must be handled by the caller.
900  *
901  * Return the number of entries transferred.
902  */
903 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
904                 struct array_cache *from, unsigned int max)
905 {
906         /* Figure out how many entries to transfer */
907         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
908
909         if (!nr)
910                 return 0;
911
912         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
913                         sizeof(void *) *nr);
914
915         from->avail -= nr;
916         to->avail += nr;
917         return nr;
918 }
919
920 #ifndef CONFIG_NUMA
921
922 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
923 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
924
925 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
926 {
927         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
928 }
929
930 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
931 {
932 }
933
934 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
935 {
936         return 0;
937 }
938
939 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
940                 gfp_t flags)
941 {
942         return NULL;
943 }
944
945 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
946                  gfp_t flags, int nodeid)
947 {
948         return NULL;
949 }
950
951 #else   /* CONFIG_NUMA */
952
953 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
954 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
955
956 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
957 {
958         struct array_cache **ac_ptr;
959         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
960         int i;
961
962         if (limit > 1)
963                 limit = 12;
964         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
965         if (ac_ptr) {
966                 for_each_node(i) {
967                         if (i == node || !node_online(i))
968                                 continue;
969                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
970                         if (!ac_ptr[i]) {
971                                 for (i--; i >= 0; i--)
972                                         kfree(ac_ptr[i]);
973                                 kfree(ac_ptr);
974                                 return NULL;
975                         }
976                 }
977         }
978         return ac_ptr;
979 }
980
981 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
982 {
983         int i;
984
985         if (!ac_ptr)
986                 return;
987         for_each_node(i)
988             kfree(ac_ptr[i]);
989         kfree(ac_ptr);
990 }
991
992 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
993                                 struct array_cache *ac, int node)
994 {
995         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
996
997         if (ac->avail) {
998                 spin_lock(&rl3->list_lock);
999                 /*
1000                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1001                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1002                  * into the free lists and getting them back later.
1003                  */
1004                 if (rl3->shared)
1005                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1006
1007                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1008                 ac->avail = 0;
1009                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1015  */
1016 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1017 {
1018         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1019
1020         if (l3->alien) {
1021                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1022
1023                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1024                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1025                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1026                 }
1027         }
1028 }
1029
1030 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1031                                 struct array_cache **alien)
1032 {
1033         int i = 0;
1034         struct array_cache *ac;
1035         unsigned long flags;
1036
1037         for_each_online_node(i) {
1038                 ac = alien[i];
1039                 if (ac) {
1040                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1041                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1042                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1043                 }
1044         }
1045 }
1046
1047 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1048 {
1049         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1050         int nodeid = slabp->nodeid;
1051         struct kmem_list3 *l3;
1052         struct array_cache *alien = NULL;
1053         int node;
1054
1055         node = numa_mem_id();
1056
1057         /*
1058          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1059          * cache on this cpu.
1060          */
1061         if (likely(slabp->nodeid == node))
1062                 return 0;
1063
1064         l3 = cachep->nodelists[node];
1065         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1066         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1067                 alien = l3->alien[nodeid];
1068                 spin_lock(&alien->lock);
1069                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1070                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1071                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1072                 }
1073                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1074                 spin_unlock(&alien->lock);
1075         } else {
1076                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1077                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1078                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1079         }
1080         return 1;
1081 }
1082 #endif
1083
1084 /*
1085  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1086  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1087  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1088  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1089  * already in use.
1090  *
1091  * Must hold cache_chain_mutex.
1092  */
1093 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1094 {
1095         struct kmem_cache *cachep;
1096         struct kmem_list3 *l3;
1097         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1098
1099         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1100                 /*
1101                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1102                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1103                  * node has not already allocated this
1104                  */
1105                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1106                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1107                         if (!l3)
1108                                 return -ENOMEM;
1109                         kmem_list3_init(l3);
1110                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1111                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1112
1113                         /*
1114                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1115                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1116                          * protection here.
1117                          */
1118                         cachep->nodelists[node] = l3;
1119                 }
1120
1121                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1122                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1123                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1124                         cachep->batchcount + cachep->num;
1125                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1126         }
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1131 {
1132         struct kmem_cache *cachep;
1133         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1134         int node = cpu_to_mem(cpu);
1135         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1136
1137         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1138                 struct array_cache *nc;
1139                 struct array_cache *shared;
1140                 struct array_cache **alien;
1141
1142                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1143                 nc = cachep->array[cpu];
1144                 cachep->array[cpu] = NULL;
1145                 l3 = cachep->nodelists[node];
1146
1147                 if (!l3)
1148                         goto free_array_cache;
1149
1150                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1151
1152                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1153                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1154                 if (nc)
1155                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1156
1157                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1158                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1159                         goto free_array_cache;
1160                 }
1161
1162                 shared = l3->shared;
1163                 if (shared) {
1164                         free_block(cachep, shared->entry,
1165                                    shared->avail, node);
1166                         l3->shared = NULL;
1167                 }
1168
1169                 alien = l3->alien;
1170                 l3->alien = NULL;
1171
1172                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1173
1174                 kfree(shared);
1175                 if (alien) {
1176                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1177                         free_alien_cache(alien);
1178                 }
1179 free_array_cache:
1180                 kfree(nc);
1181         }
1182         /*
1183          * In the previous loop, all the objects were freed to
1184          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1185          * shrink each nodelist to its limit.
1186          */
1187         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1188                 l3 = cachep->nodelists[node];
1189                 if (!l3)
1190                         continue;
1191                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1192         }
1193 }
1194
1195 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1196 {
1197         struct kmem_cache *cachep;
1198         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1199         int node = cpu_to_mem(cpu);
1200         int err;
1201
1202         /*
1203          * We need to do this right in the beginning since
1204          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1205          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1206          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1207          */
1208         err = init_cache_nodelists_node(node);
1209         if (err < 0)
1210                 goto bad;
1211
1212         /*
1213          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1214          * array caches
1215          */
1216         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1217                 struct array_cache *nc;
1218                 struct array_cache *shared = NULL;
1219                 struct array_cache **alien = NULL;
1220
1221                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1222                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1223                 if (!nc)
1224                         goto bad;
1225                 if (cachep->shared) {
1226                         shared = alloc_arraycache(node,
1227                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1228                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1229                         if (!shared) {
1230                                 kfree(nc);
1231                                 goto bad;
1232                         }
1233                 }
1234                 if (use_alien_caches) {
1235                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1236                         if (!alien) {
1237                                 kfree(shared);
1238                                 kfree(nc);
1239                                 goto bad;
1240                         }
1241                 }
1242                 cachep->array[cpu] = nc;
1243                 l3 = cachep->nodelists[node];
1244                 BUG_ON(!l3);
1245
1246                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1247                 if (!l3->shared) {
1248                         /*
1249                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1250                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1251                          */
1252                         l3->shared = shared;
1253                         shared = NULL;
1254                 }
1255 #ifdef CONFIG_NUMA
1256                 if (!l3->alien) {
1257                         l3->alien = alien;
1258                         alien = NULL;
1259                 }
1260 #endif
1261                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1262                 kfree(shared);
1263                 free_alien_cache(alien);
1264         }
1265         init_node_lock_keys(node);
1266
1267         return 0;
1268 bad:
1269         cpuup_canceled(cpu);
1270         return -ENOMEM;
1271 }
1272
1273 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1274                                     unsigned long action, void *hcpu)
1275 {
1276         long cpu = (long)hcpu;
1277         int err = 0;
1278
1279         switch (action) {
1280         case CPU_UP_PREPARE:
1281         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1282                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1283                 err = cpuup_prepare(cpu);
1284                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1285                 break;
1286         case CPU_ONLINE:
1287         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1288                 start_cpu_timer(cpu);
1289                 break;
1290 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1291         case CPU_DOWN_PREPARE:
1292         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1293                 /*
1294                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1295                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1296                  * anything expensive but will only modify reap_work
1297                  * and reschedule the timer.
1298                 */
1299                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1300                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1301                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1302                 break;
1303         case CPU_DOWN_FAILED:
1304         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1305                 start_cpu_timer(cpu);
1306                 break;
1307         case CPU_DEAD:
1308         case CPU_DEAD_FROZEN:
1309                 /*
1310                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1311                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1312                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1313                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1314                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1315                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1316                  */
1317                 /* fall through */
1318 #endif
1319         case CPU_UP_CANCELED:
1320         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1321                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1322                 cpuup_canceled(cpu);
1323                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1324                 break;
1325         }
1326         return notifier_from_errno(err);
1327 }
1328
1329 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1330         &cpuup_callback, NULL, 0
1331 };
1332
1333 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1334 /*
1335  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1336  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1337  * removed.
1338  *
1339  * Must hold cache_chain_mutex.
1340  */
1341 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1342 {
1343         struct kmem_cache *cachep;
1344         int ret = 0;
1345
1346         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1347                 struct kmem_list3 *l3;
1348
1349                 l3 = cachep->nodelists[node];
1350                 if (!l3)
1351                         continue;
1352
1353                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1354
1355                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1356                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1357                         ret = -EBUSY;
1358                         break;
1359                 }
1360         }
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1365                                         unsigned long action, void *arg)
1366 {
1367         struct memory_notify *mnb = arg;
1368         int ret = 0;
1369         int nid;
1370
1371         nid = mnb->status_change_nid;
1372         if (nid < 0)
1373                 goto out;
1374
1375         switch (action) {
1376         case MEM_GOING_ONLINE:
1377                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1378                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1379                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1380                 break;
1381         case MEM_GOING_OFFLINE:
1382                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1383                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1384                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1385                 break;
1386         case MEM_ONLINE:
1387         case MEM_OFFLINE:
1388         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1389         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1390                 break;
1391         }
1392 out:
1393         return ret ? notifier_from_errno(ret) : NOTIFY_OK;
1394 }
1395 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1396
1397 /*
1398  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1399  */
1400 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1401                                 int nodeid)
1402 {
1403         struct kmem_list3 *ptr;
1404
1405         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1406         BUG_ON(!ptr);
1407
1408         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1409         /*
1410          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1411          */
1412         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1413
1414         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1415         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1416 }
1417
1418 /*
1419  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1420  * size of kmem_list3.
1421  */
1422 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1423 {
1424         int node;
1425
1426         for_each_online_node(node) {
1427                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1428                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1429                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1430                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1431         }
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1436  * before smp_init().
1437  */
1438 void __init kmem_cache_init(void)
1439 {
1440         size_t left_over;
1441         struct cache_sizes *sizes;
1442         struct cache_names *names;
1443         int i;
1444         int order;
1445         int node;
1446
1447         if (num_possible_nodes() == 1)
1448                 use_alien_caches = 0;
1449
1450         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1451                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1452                 if (i < MAX_NUMNODES)
1453                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1454         }
1455         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1456
1457         /*
1458          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1459          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1460          */
1461         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1462                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1463
1464         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1465          * from caches that do not exist yet:
1466          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1467          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1468          *    cache_cache is statically allocated.
1469          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1470          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1471          *    array at the end of the bootstrap.
1472          * 2) Create the first kmalloc cache.
1473          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1474          *    An __init data area is used for the head array.
1475          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1476          *    head arrays.
1477          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1478          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1479          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1480          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1481          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1482          */
1483
1484         node = numa_mem_id();
1485
1486         /* 1) create the cache_cache */
1487         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1488         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1489         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1490         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1491         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1492
1493         /*
1494          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1495          * can be less than MAX_NUMNODES.
1496          */
1497         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1498                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1499 #if DEBUG
1500         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1501 #endif
1502         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1503                                         cache_line_size());
1504         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1505                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1506
1507         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1508                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1509                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1510                 if (cache_cache.num)
1511                         break;
1512         }
1513         BUG_ON(!cache_cache.num);
1514         cache_cache.gfporder = order;
1515         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1516         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1517                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1518
1519         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1520         sizes = malloc_sizes;
1521         names = cache_names;
1522
1523         /*
1524          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1525          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1526          * bug.
1527          */
1528
1529         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1530                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1531                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1532                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1533                                         NULL);
1534
1535         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1536                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1537                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1538                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1539                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1540                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1541                                 NULL);
1542         }
1543
1544         slab_early_init = 0;
1545
1546         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1547                 /*
1548                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1549                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1550                  * eliminates "false sharing".
1551                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1552                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1553                  */
1554                 if (!sizes->cs_cachep) {
1555                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1556                                         sizes->cs_size,
1557                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1558                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1559                                         NULL);
1560                 }
1561 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1562                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1563                                         names->name_dma,
1564                                         sizes->cs_size,
1565                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1566                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1567                                                 SLAB_PANIC,
1568                                         NULL);
1569 #endif
1570                 sizes++;
1571                 names++;
1572         }
1573         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1574         {
1575                 struct array_cache *ptr;
1576
1577                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1578
1579                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1580                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1581                        sizeof(struct arraycache_init));
1582                 /*
1583                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1584                  */
1585                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1586
1587                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1588
1589                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1590
1591                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1592                        != &initarray_generic.cache);
1593                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1594                        sizeof(struct arraycache_init));
1595                 /*
1596                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1597                  */
1598                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1599
1600                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1601                     ptr;
1602         }
1603         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1604         {
1605                 int nid;
1606
1607                 for_each_online_node(nid) {
1608                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1609
1610                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1611                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1612
1613                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1614                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1615                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1616                         }
1617                 }
1618         }
1619
1620         g_cpucache_up = EARLY;
1621 }
1622
1623 void __init kmem_cache_init_late(void)
1624 {
1625         struct kmem_cache *cachep;
1626
1627         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1628         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1629         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1630                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1631                         BUG();
1632         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1633
1634         /* Done! */
1635         g_cpucache_up = FULL;
1636
1637         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1638         init_lock_keys();
1639
1640         /*
1641          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1642          * cpu_cache_get for all new cpus
1643          */
1644         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1645
1646 #ifdef CONFIG_NUMA
1647         /*
1648          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1649          * nodelists.
1650          */
1651         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1652 #endif
1653
1654         /*
1655          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1656          * of the kernel is not yet operational.
1657          */
1658 }
1659
1660 static int __init cpucache_init(void)
1661 {
1662         int cpu;
1663
1664         /*
1665          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1666          */
1667         for_each_online_cpu(cpu)
1668                 start_cpu_timer(cpu);
1669         return 0;
1670 }
1671 __initcall(cpucache_init);
1672
1673 /*
1674  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1675  *
1676  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1677  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1678  * would be relatively rare and ignorable.
1679  */
1680 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1681 {
1682         struct page *page;
1683         int nr_pages;
1684         int i;
1685
1686 #ifndef CONFIG_MMU
1687         /*
1688          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1689          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1690          */
1691         flags |= __GFP_COMP;
1692 #endif
1693
1694         flags |= cachep->gfpflags;
1695         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1696                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1697
1698         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1699         if (!page)
1700                 return NULL;
1701
1702         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1703         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1704                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1705                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1706         else
1707                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1708                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1709         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1710                 __SetPageSlab(page + i);
1711
1712         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1713                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1714
1715                 if (cachep->ctor)
1716                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1717                 else
1718                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1719         }
1720
1721         return page_address(page);
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Interface to system's page release.
1726  */
1727 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1728 {
1729         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1730         struct page *page = virt_to_page(addr);
1731         const unsigned long nr_freed = i;
1732
1733         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1734
1735         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1736                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1737                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1738         else
1739                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1740                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1741         while (i--) {
1742                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1743                 __ClearPageSlab(page);
1744                 page++;
1745         }
1746         if (current->reclaim_state)
1747                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1748         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1749 }
1750
1751 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1752 {
1753         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1754         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1755
1756         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1757         if (OFF_SLAB(cachep))
1758                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1759 }
1760
1761 #if DEBUG
1762
1763 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1764 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1765                             unsigned long caller)
1766 {
1767         int size = obj_size(cachep);
1768
1769         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1770
1771         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1772                 return;
1773
1774         *addr++ = 0x12345678;
1775         *addr++ = caller;
1776         *addr++ = smp_processor_id();
1777         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1778         {
1779                 unsigned long *sptr = &caller;
1780                 unsigned long svalue;
1781
1782                 while (!kstack_end(sptr)) {
1783                         svalue = *sptr++;
1784                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1785                                 *addr++ = svalue;
1786                                 size -= sizeof(unsigned long);
1787                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1788                                         break;
1789                         }
1790                 }
1791
1792         }
1793         *addr++ = 0x87654321;
1794 }
1795 #endif
1796
1797 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1798 {
1799         int size = obj_size(cachep);
1800         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1801
1802         memset(addr, val, size);
1803         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1804 }
1805
1806 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1807 {
1808         int i;
1809         unsigned char error = 0;
1810         int bad_count = 0;
1811
1812         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1813         for (i = 0; i < limit; i++) {
1814                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1815                         error = data[offset + i];
1816                         bad_count++;
1817                 }
1818                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1819         }
1820         printk("\n");
1821
1822         if (bad_count == 1) {
1823                 error ^= POISON_FREE;
1824                 if (!(error & (error - 1))) {
1825                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1826                                         "bad RAM.\n");
1827 #ifdef CONFIG_X86
1828                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1829                                         "test tool.\n");
1830 #else
1831                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1832 #endif
1833                 }
1834         }
1835 }
1836 #endif
1837
1838 #if DEBUG
1839
1840 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1841 {
1842         int i, size;
1843         char *realobj;
1844
1845         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1846                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1847                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1848                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1849         }
1850
1851         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1852                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1853                         *dbg_userword(cachep, objp));
1854                 print_symbol("(%s)",
1855                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1856                 printk("\n");
1857         }
1858         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1859         size = obj_size(cachep);
1860         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1861                 int limit;
1862                 limit = 16;
1863                 if (i + limit > size)
1864                         limit = size - i;
1865                 dump_line(realobj, i, limit);
1866         }
1867 }
1868
1869 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1870 {
1871         char *realobj;
1872         int size, i;
1873         int lines = 0;
1874
1875         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1876         size = obj_size(cachep);
1877
1878         for (i = 0; i < size; i++) {
1879                 char exp = POISON_FREE;
1880                 if (i == size - 1)
1881                         exp = POISON_END;
1882                 if (realobj[i] != exp) {
1883                         int limit;
1884                         /* Mismatch ! */
1885                         /* Print header */
1886                         if (lines == 0) {
1887                                 printk(KERN_ERR
1888                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1889                                         cachep->name, realobj, size);
1890                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1891                         }
1892                         /* Hexdump the affected line */
1893                         i = (i / 16) * 16;
1894                         limit = 16;
1895                         if (i + limit > size)
1896                                 limit = size - i;
1897                         dump_line(realobj, i, limit);
1898                         i += 16;
1899                         lines++;
1900                         /* Limit to 5 lines */
1901                         if (lines > 5)
1902                                 break;
1903                 }
1904         }
1905         if (lines != 0) {
1906                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1907                  * exist:
1908                  */
1909                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1910                 unsigned int objnr;
1911
1912                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1913                 if (objnr) {
1914                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1915                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1916                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1917                                realobj, size);
1918                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1919                 }
1920                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1921                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1922                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1923                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1924                                realobj, size);
1925                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1926                 }
1927         }
1928 }
1929 #endif
1930
1931 #if DEBUG
1932 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1933 {
1934         int i;
1935         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1936                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1937
1938                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1939 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1940                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1941                                         OFF_SLAB(cachep))
1942                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1943                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1944                         else
1945                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1946 #else
1947                         check_poison_obj(cachep, objp);
1948 #endif
1949                 }
1950                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1951                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1952                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1953                                            "was overwritten");
1954                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1955                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1956                                            "was overwritten");
1957                 }
1958         }
1959 }
1960 #else
1961 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1962 {
1963 }
1964 #endif
1965
1966 /**
1967  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1968  * @cachep: cache pointer being destroyed
1969  * @slabp: slab pointer being destroyed
1970  *
1971  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1972  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1973  * cache-lock is not held/needed.
1974  */
1975 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1976 {
1977         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1978
1979         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1980         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1981                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1982
1983                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1984                 slab_rcu->cachep = cachep;
1985                 slab_rcu->addr = addr;
1986                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1987         } else {
1988                 kmem_freepages(cachep, addr);
1989                 if (OFF_SLAB(cachep))
1990                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1991         }
1992 }
1993
1994 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1995 {
1996         int i;
1997         struct kmem_list3 *l3;
1998
1999         for_each_online_cpu(i)
2000             kfree(cachep->array[i]);
2001
2002         /* NUMA: free the list3 structures */
2003         for_each_online_node(i) {
2004                 l3 = cachep->nodelists[i];
2005                 if (l3) {
2006                         kfree(l3->shared);
2007                         free_alien_cache(l3->alien);
2008                         kfree(l3);
2009                 }
2010         }
2011         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2012 }
2013
2014
2015 /**
2016  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2017  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2018  * @size: size of objects to be created in this cache.
2019  * @align: required alignment for the objects.
2020  * @flags: slab allocation flags
2021  *
2022  * Also calculates the number of objects per slab.
2023  *
2024  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2025  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2026  * towards high-order requests, this should be changed.
2027  */
2028 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2029                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2030 {
2031         unsigned long offslab_limit;
2032         size_t left_over = 0;
2033         int gfporder;
2034
2035         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2036                 unsigned int num;
2037                 size_t remainder;
2038
2039                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2040                 if (!num)
2041                         continue;
2042
2043                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2044                         /*
2045                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2046                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2047                          * looping condition in cache_grow().
2048                          */
2049                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2050                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2051
2052                         if (num > offslab_limit)
2053                                 break;
2054                 }
2055
2056                 /* Found something acceptable - save it away */
2057                 cachep->num = num;
2058                 cachep->gfporder = gfporder;
2059                 left_over = remainder;
2060
2061                 /*
2062                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2063                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2064                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2065                  */
2066                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2067                         break;
2068
2069                 /*
2070                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2071                  * currently bad for the gfp()s.
2072                  */
2073                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2074                         break;
2075
2076                 /*
2077                  * Acceptable internal fragmentation?
2078                  */
2079                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2080                         break;
2081         }
2082         return left_over;
2083 }
2084
2085 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2086 {
2087         if (g_cpucache_up == FULL)
2088                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2089
2090         if (g_cpucache_up == NONE) {
2091                 /*
2092                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2093                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2094                  * further caches will BUG().
2095                  */
2096                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2097
2098                 /*
2099                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2100                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2101                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2102                  */
2103                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2104                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2105                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2106                 else
2107                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2108         } else {
2109                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2110                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2111
2112                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2113                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2114                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2115                 } else {
2116                         int node;
2117                         for_each_online_node(node) {
2118                                 cachep->nodelists[node] =
2119                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2120                                                 gfp, node);
2121                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2122                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2123                         }
2124                 }
2125         }
2126         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2127                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2128                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2129
2130         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2131         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2132         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2133         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2134         cachep->batchcount = 1;
2135         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 /**
2140  * kmem_cache_create - Create a cache.
2141  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2142  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2143  * @align: The required alignment for the objects.
2144  * @flags: SLAB flags
2145  * @ctor: A constructor for the objects.
2146  *
2147  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2148  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2149  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2150  *
2151  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2152  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2153  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2154  * therefore applications must manage it themselves.
2155  *
2156  * The flags are
2157  *
2158  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2159  * to catch references to uninitialised memory.
2160  *
2161  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2162  * for buffer overruns.
2163  *
2164  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2165  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2166  * as davem.
2167  */
2168 struct kmem_cache *
2169 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2170         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2171 {
2172         size_t left_over, slab_size, ralign;
2173         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2174         gfp_t gfp;
2175
2176         /*
2177          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2178          */
2179         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2180             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2181                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2182                                 name);
2183                 BUG();
2184         }
2185
2186         /*
2187          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2188          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2189          */
2190         if (slab_is_available()) {
2191                 get_online_cpus();
2192                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2193         }
2194
2195         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2196                 char tmp;
2197                 int res;
2198
2199                 /*
2200                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2201                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2202                  * area of the module.  Print a warning.
2203                  */
2204                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2205                 if (res) {
2206                         printk(KERN_ERR
2207                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2208                                pc->buffer_size);
2209                         continue;
2210                 }
2211
2212                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2213                         printk(KERN_ERR
2214                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2215                         dump_stack();
2216                         goto oops;
2217                 }
2218         }
2219
2220 #if DEBUG
2221         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2222 #if FORCED_DEBUG
2223         /*
2224          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2225          * large objects, if the increased size would increase the object size
2226          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2227          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2228          */
2229         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2230                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2231                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2232         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2233                 flags |= SLAB_POISON;
2234 #endif
2235         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2236                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2237 #endif
2238         /*
2239          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2240          * isn't available.
2241          */
2242         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2243
2244         /*
2245          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2246          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2247          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2248          */
2249         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2250                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2251                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2252         }
2253
2254         /* calculate the final buffer alignment: */
2255
2256         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2257         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2258                 /*
2259                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2260                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2261                  * one cacheline.
2262                  */
2263                 ralign = cache_line_size();
2264                 while (size <= ralign / 2)
2265                         ralign /= 2;
2266         } else {
2267                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2268         }
2269
2270         /*
2271          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2272          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2273          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2274          */
2275         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2276                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2277
2278         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2279                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2280                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2281                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2282                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2283                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2284         }
2285
2286         /* 2) arch mandated alignment */
2287         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2288                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2289         }
2290         /* 3) caller mandated alignment */
2291         if (ralign < align) {
2292                 ralign = align;
2293         }
2294         /* disable debug if not aligning with REDZONE_ALIGN */
2295         if (ralign & (__alignof__(unsigned long long) - 1))
2296                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2297         /*
2298          * 4) Store it.
2299          */
2300         align = ralign;
2301
2302         if (slab_is_available())
2303                 gfp = GFP_KERNEL;
2304         else
2305                 gfp = GFP_NOWAIT;
2306
2307         /* Get cache's description obj. */
2308         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2309         if (!cachep)
2310                 goto oops;
2311
2312 #if DEBUG
2313         cachep->obj_size = size;
2314
2315         /*
2316          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2317          * into align above.
2318          */
2319         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2320                 /* add space for red zone words */
2321                 cachep->obj_offset += align;
2322                 size += align + sizeof(unsigned long long);
2323         }
2324         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2325                 /* user store requires one word storage behind the end of
2326                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2327                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2328                  */
2329                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2330                         size += REDZONE_ALIGN;
2331                 else
2332                         size += BYTES_PER_WORD;
2333         }
2334 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2335         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2336             && cachep->obj_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2337                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2338                 size = PAGE_SIZE;
2339         }
2340 #endif
2341 #endif
2342
2343         /*
2344          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2345          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2346          * it too early on. Always use on-slab management when
2347          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2348          */
2349         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2350             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2351                 /*
2352                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2353                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2354                  */
2355                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2356
2357         size = ALIGN(size, align);
2358
2359         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2360
2361         if (!cachep->num) {
2362                 printk(KERN_ERR
2363                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2364                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2365                 cachep = NULL;
2366                 goto oops;
2367         }
2368         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2369                           + sizeof(struct slab), align);
2370
2371         /*
2372          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2373          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2374          */
2375         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2376                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2377                 left_over -= slab_size;
2378         }
2379
2380         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2381                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2382                 slab_size =
2383                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2384
2385 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2386                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2387                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2388                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2389                  */
2390                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2391                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2392 #endif
2393         }
2394
2395         cachep->colour_off = cache_line_size();
2396         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2397         if (cachep->colour_off < align)
2398                 cachep->colour_off = align;
2399         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2400         cachep->slab_size = slab_size;
2401         cachep->flags = flags;
2402         cachep->gfpflags = 0;
2403         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2404                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2405         cachep->buffer_size = size;
2406         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2407
2408         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2409                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2410                 /*
2411                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2412                  * But since we go off slab only for object size greater than
2413                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2414                  * this should not happen at all.
2415                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2416                  */
2417                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2418         }
2419         cachep->ctor = ctor;
2420         cachep->name = name;
2421
2422         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2423                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2424                 cachep = NULL;
2425                 goto oops;
2426         }
2427
2428         /* cache setup completed, link it into the list */
2429         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2430 oops:
2431         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2432                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2433                       name);
2434         if (slab_is_available()) {
2435                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2436                 put_online_cpus();
2437         }
2438         return cachep;
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2441
2442 #if DEBUG
2443 static void check_irq_off(void)
2444 {
2445         BUG_ON(!irqs_disabled());
2446 }
2447
2448 static void check_irq_on(void)
2449 {
2450         BUG_ON(irqs_disabled());
2451 }
2452
2453 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2454 {
2455 #ifdef CONFIG_SMP
2456         check_irq_off();
2457         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2458 #endif
2459 }
2460
2461 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2462 {
2463 #ifdef CONFIG_SMP
2464         check_irq_off();
2465         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2466 #endif
2467 }
2468
2469 #else
2470 #define check_irq_off() do { } while(0)
2471 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2472 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2473 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2474 #endif
2475
2476 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2477                         struct array_cache *ac,
2478                         int force, int node);
2479
2480 static void do_drain(void *arg)
2481 {
2482         struct kmem_cache *cachep = arg;
2483         struct array_cache *ac;
2484         int node = numa_mem_id();
2485
2486         check_irq_off();
2487         ac = cpu_cache_get(cachep);
2488         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2489         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2490         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2491         ac->avail = 0;
2492 }
2493
2494 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2495 {
2496         struct kmem_list3 *l3;
2497         int node;
2498
2499         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2500         check_irq_on();
2501         for_each_online_node(node) {
2502                 l3 = cachep->nodelists[node];
2503                 if (l3 && l3->alien)
2504                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2505         }
2506
2507         for_each_online_node(node) {
2508                 l3 = cachep->nodelists[node];
2509                 if (l3)
2510                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2511         }
2512 }
2513
2514 /*
2515  * Remove slabs from the list of free slabs.
2516  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2517  *
2518  * Returns the actual number of slabs released.
2519  */
2520 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2521                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2522 {
2523         struct list_head *p;
2524         int nr_freed;
2525         struct slab *slabp;
2526
2527         nr_freed = 0;
2528         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2529
2530                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2531                 p = l3->slabs_free.prev;
2532                 if (p == &l3->slabs_free) {
2533                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2534                         goto out;
2535                 }
2536
2537                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2538 #if DEBUG
2539                 BUG_ON(slabp->inuse);
2540 #endif
2541                 list_del(&slabp->list);
2542                 /*
2543                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2544                  * to the cache.
2545                  */
2546                 l3->free_objects -= cache->num;
2547                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2548                 slab_destroy(cache, slabp);
2549                 nr_freed++;
2550         }
2551 out:
2552         return nr_freed;
2553 }
2554
2555 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2556 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2557 {
2558         int ret = 0, i = 0;
2559         struct kmem_list3 *l3;
2560
2561         drain_cpu_caches(cachep);
2562
2563         check_irq_on();
2564         for_each_online_node(i) {
2565                 l3 = cachep->nodelists[i];
2566                 if (!l3)
2567                         continue;
2568
2569                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2570
2571                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2572                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2573         }
2574         return (ret ? 1 : 0);
2575 }
2576
2577 /**
2578  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2579  * @cachep: The cache to shrink.
2580  *
2581  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2582  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2583  */
2584 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2585 {
2586         int ret;
2587         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2588
2589         get_online_cpus();
2590         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2591         ret = __cache_shrink(cachep);
2592         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2593         put_online_cpus();
2594         return ret;
2595 }
2596 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2597
2598 /**
2599  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2600  * @cachep: the cache to destroy
2601  *
2602  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2603  *
2604  * It is expected this function will be called by a module when it is
2605  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2606  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2607  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2608  *
2609  * The cache must be empty before calling this function.
2610  *
2611  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2612  * during the kmem_cache_destroy().
2613  */
2614 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2615 {
2616         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2617
2618         /* Find the cache in the chain of caches. */
2619         get_online_cpus();
2620         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2621         /*
2622          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2623          */
2624         list_del(&cachep->next);
2625         if (__cache_shrink(cachep)) {
2626                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2627                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2628                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2629                 put_online_cpus();
2630                 return;
2631         }
2632
2633         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2634                 rcu_barrier();
2635
2636         __kmem_cache_destroy(cachep);
2637         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2638         put_online_cpus();
2639 }
2640 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2641
2642 /*
2643  * Get the memory for a slab management obj.
2644  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2645  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2646  * come from the same cache which is getting created because,
2647  * when we are searching for an appropriate cache for these
2648  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2649  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2650  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2651  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2652  */
2653 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2654                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2655                                    int nodeid)
2656 {
2657         struct slab *slabp;
2658
2659         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2660                 /* Slab management obj is off-slab. */
2661                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2662                                               local_flags, nodeid);
2663                 /*
2664                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2665                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2666                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2667                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2668                  */
2669                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2670                                    local_flags);
2671                 if (!slabp)
2672                         return NULL;
2673         } else {
2674                 slabp = objp + colour_off;
2675                 colour_off += cachep->slab_size;
2676         }
2677         slabp->inuse = 0;
2678         slabp->colouroff = colour_off;
2679         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2680         slabp->nodeid = nodeid;
2681         slabp->free = 0;
2682         return slabp;
2683 }
2684
2685 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2686 {
2687         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2688 }
2689
2690 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2691                             struct slab *slabp)
2692 {
2693         int i;
2694
2695         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2696                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2697 #if DEBUG
2698                 /* need to poison the objs? */
2699                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2700                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2701                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2702                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2703
2704                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2705                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2706                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2707                 }
2708                 /*
2709                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2710                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2711                  * They must also be threaded.
2712                  */
2713                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2714                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2715
2716                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2717                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2718                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2719                                            " end of an object");
2720                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2721                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2722                                            " start of an object");
2723                 }
2724                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2725                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2726                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2727                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2728 #else
2729                 if (cachep->ctor)
2730                         cachep->ctor(objp);
2731 #endif
2732                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2733         }
2734         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2735 }
2736
2737 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2738 {
2739         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2740                 if (flags & GFP_DMA)
2741                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2742                 else
2743                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2744         }
2745 }
2746
2747 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2748                                 int nodeid)
2749 {
2750         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2751         kmem_bufctl_t next;
2752
2753         slabp->inuse++;
2754         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2755 #if DEBUG
2756         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2757         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2758 #endif
2759         slabp->free = next;
2760
2761         return objp;
2762 }
2763
2764 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2765                                 void *objp, int nodeid)
2766 {
2767         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2768
2769 #if DEBUG
2770         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2771         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2772
2773         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2774                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2775                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2776                 BUG();
2777         }
2778 #endif
2779         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2780         slabp->free = objnr;
2781         slabp->inuse--;
2782 }
2783
2784 /*
2785  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2786  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2787  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2788  */
2789 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2790                            void *addr)
2791 {
2792         int nr_pages;
2793         struct page *page;
2794
2795         page = virt_to_page(addr);
2796
2797         nr_pages = 1;
2798         if (likely(!PageCompound(page)))
2799                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2800
2801         do {
2802                 page_set_cache(page, cache);
2803                 page_set_slab(page, slab);
2804                 page++;
2805         } while (--nr_pages);
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2810  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2811  */
2812 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2813                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2814 {
2815         struct slab *slabp;
2816         size_t offset;
2817         gfp_t local_flags;
2818         struct kmem_list3 *l3;
2819
2820         /*
2821          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2822          * critical path in kmem_cache_alloc().
2823          */
2824         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2825         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2826
2827         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2828         check_irq_off();
2829         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2830         spin_lock(&l3->list_lock);
2831
2832         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2833         offset = l3->colour_next;
2834         l3->colour_next++;
2835         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2836                 l3->colour_next = 0;
2837         spin_unlock(&l3->list_lock);
2838
2839         offset *= cachep->colour_off;
2840
2841         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2842                 local_irq_enable();
2843
2844         /*
2845          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2846          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2847          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2848          * will eventually be caught here (where it matters).
2849          */
2850         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2851
2852         /*
2853          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2854          * 'nodeid'.
2855          */
2856         if (!objp)
2857                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2858         if (!objp)
2859                 goto failed;
2860
2861         /* Get slab management. */
2862         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2863                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2864         if (!slabp)
2865                 goto opps1;
2866
2867         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2868
2869         cache_init_objs(cachep, slabp);
2870
2871         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2872                 local_irq_disable();
2873         check_irq_off();
2874         spin_lock(&l3->list_lock);
2875
2876         /* Make slab active. */
2877         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2878         STATS_INC_GROWN(cachep);
2879         l3->free_objects += cachep->num;
2880         spin_unlock(&l3->list_lock);
2881         return 1;
2882 opps1:
2883         kmem_freepages(cachep, objp);
2884 failed:
2885         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2886                 local_irq_disable();
2887         return 0;
2888 }
2889
2890 #if DEBUG
2891
2892 /*
2893  * Perform extra freeing checks:
2894  * - detect bad pointers.
2895  * - POISON/RED_ZONE checking
2896  */
2897 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2898 {
2899         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2900                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2901                        (unsigned long)objp);
2902                 BUG();
2903         }
2904 }
2905
2906 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2907 {
2908         unsigned long long redzone1, redzone2;
2909
2910         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2911         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2912
2913         /*
2914          * Redzone is ok.
2915          */
2916         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2917                 return;
2918
2919         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2920                 slab_error(cache, "double free detected");
2921         else
2922                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2923
2924         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2925                         obj, redzone1, redzone2);
2926 }
2927
2928 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2929                                    void *caller)
2930 {
2931         struct page *page;
2932         unsigned int objnr;
2933         struct slab *slabp;
2934
2935         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2936
2937         objp -= obj_offset(cachep);
2938         kfree_debugcheck(objp);
2939         page = virt_to_head_page(objp);
2940
2941         slabp = page_get_slab(page);
2942
2943         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2944                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2945                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2946                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2947         }
2948         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2949                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2950
2951         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2952
2953         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2954         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2955
2956 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2957         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2958 #endif
2959         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2960 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2961                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2962                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2963                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2964                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2965                 } else {
2966                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2967                 }
2968 #else
2969                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2970 #endif
2971         }
2972         return objp;
2973 }
2974
2975 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2976 {
2977         kmem_bufctl_t i;
2978         int entries = 0;
2979
2980         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2981         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2982                 entries++;
2983                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2984                         goto bad;
2985         }
2986         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2987 bad:
2988                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2989                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2990                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2991                 for (i = 0;
2992                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2993                      i++) {
2994                         if (i % 16 == 0)
2995                                 printk("\n%03x:", i);
2996                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2997                 }
2998                 printk("\n");
2999                 BUG();
3000         }
3001 }
3002 #else
3003 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3004 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3005 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3006 #endif
3007
3008 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3009 {
3010         int batchcount;
3011         struct kmem_list3 *l3;
3012         struct array_cache *ac;
3013         int node;
3014
3015 retry:
3016         check_irq_off();
3017         node = numa_mem_id();
3018         ac = cpu_cache_get(cachep);
3019         batchcount = ac->batchcount;
3020         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3021                 /*
3022                  * If there was little recent activity on this cache, then
3023                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3024                  * refill bouncing.
3025                  */
3026                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3027         }
3028         l3 = cachep->nodelists[node];
3029
3030         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3031         spin_lock(&l3->list_lock);
3032
3033         /* See if we can refill from the shared array */
3034         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3035                 l3->shared->touched = 1;
3036                 goto alloc_done;
3037         }
3038
3039         while (batchcount > 0) {
3040                 struct list_head *entry;
3041                 struct slab *slabp;
3042                 /* Get slab alloc is to come from. */
3043                 entry = l3->slabs_partial.next;
3044                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3045                         l3->free_touched = 1;
3046                         entry = l3->slabs_free.next;
3047                         if (entry == &l3->slabs_free)
3048                                 goto must_grow;
3049                 }
3050
3051                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3052                 check_slabp(cachep, slabp);
3053                 check_spinlock_acquired(cachep);
3054
3055                 /*
3056                  * The slab was either on partial or free list so
3057                  * there must be at least one object available for
3058                  * allocation.
3059                  */
3060                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3061
3062                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3063                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3064                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3065                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3066
3067                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3068                                                             node);
3069                 }
3070                 check_slabp(cachep, slabp);
3071
3072                 /* move slabp to correct slabp list: */
3073                 list_del(&slabp->list);
3074                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3075                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3076                 else
3077                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3078         }
3079
3080 must_grow:
3081         l3->free_objects -= ac->avail;
3082 alloc_done:
3083         spin_unlock(&l3->list_lock);
3084
3085         if (unlikely(!ac->avail)) {
3086                 int x;
3087                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3088
3089                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3090                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3091                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3092                         return NULL;
3093
3094                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3095                         goto retry;
3096         }
3097         ac->touched = 1;
3098         return ac->entry[--ac->avail];
3099 }
3100
3101 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3102                                                 gfp_t flags)
3103 {
3104         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3105 #if DEBUG
3106         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3107 #endif
3108 }
3109
3110 #if DEBUG
3111 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3112                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3113 {
3114         if (!objp)
3115                 return objp;
3116         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3117 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3118                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3119                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3120                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3121                 else
3122                         check_poison_obj(cachep, objp);
3123 #else
3124                 check_poison_obj(cachep, objp);
3125 #endif
3126                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3127         }
3128         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3129                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3130
3131         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3132                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3133                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3134                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3135                                                 " object was overwritten");
3136                         printk(KERN_ERR
3137                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3138                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3139                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3140                 }
3141                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3142                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3143         }
3144 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3145         {
3146                 struct slab *slabp;
3147                 unsigned objnr;
3148
3149                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3150                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3151                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3152         }
3153 #endif
3154         objp += obj_offset(cachep);
3155         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3156                 cachep->ctor(objp);
3157 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3158         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3159                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3160                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3161         }
3162 #endif
3163         return objp;
3164 }
3165 #else
3166 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3167 #endif
3168
3169 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3170 {
3171         if (cachep == &cache_cache)
3172                 return false;
3173
3174         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3175 }
3176
3177 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3178 {
3179         void *objp;
3180         struct array_cache *ac;
3181
3182         check_irq_off();
3183
3184         ac = cpu_cache_get(cachep);
3185         if (likely(ac->avail)) {
3186                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3187                 ac->touched = 1;
3188                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3189         } else {
3190                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3191                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3192                 /*
3193                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3194                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3195                  */
3196                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3197         }
3198         /*
3199          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3200          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3201          * treat the array pointers as a reference to the object.
3202          */
3203         if (objp)
3204                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3205         return objp;
3206 }
3207
3208 #ifdef CONFIG_NUMA
3209 /*
3210  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3211  *
3212  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3213  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3214  */
3215 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3216 {
3217         int nid_alloc, nid_here;
3218
3219         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3220                 return NULL;
3221         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3222         get_mems_allowed();
3223         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3224                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3225         else if (current->mempolicy)
3226                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3227         put_mems_allowed();
3228         if (nid_alloc != nid_here)
3229                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3230         return NULL;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3235  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3236  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3237  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3238  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3239  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3240  */
3241 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3242 {
3243         struct zonelist *zonelist;
3244         gfp_t local_flags;
3245         struct zoneref *z;
3246         struct zone *zone;
3247         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3248         void *obj = NULL;
3249         int nid;
3250
3251         if (flags & __GFP_THISNODE)
3252                 return NULL;
3253
3254         get_mems_allowed();
3255         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3256         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3257
3258 retry:
3259         /*
3260          * Look through allowed nodes for objects available
3261          * from existing per node queues.
3262          */
3263         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3264                 nid = zone_to_nid(zone);
3265
3266                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3267                         cache->nodelists[nid] &&
3268                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3269                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3270                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3271                                 if (obj)
3272                                         break;
3273                 }
3274         }
3275
3276         if (!obj) {
3277                 /*
3278                  * This allocation will be performed within the constraints
3279                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3280                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3281                  * set and go into memory reserves if necessary.
3282                  */
3283                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3284                         local_irq_enable();
3285                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3286                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3287                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3288                         local_irq_disable();
3289                 if (obj) {
3290                         /*
3291                          * Insert into the appropriate per node queues
3292                          */
3293                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3294                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3295                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3296                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3297                                 if (!obj)
3298                                         /*
3299                                          * Another processor may allocate the
3300                                          * objects in the slab since we are
3301                                          * not holding any locks.
3302                                          */
3303                                         goto retry;
3304                         } else {
3305                                 /* cache_grow already freed obj */
3306                                 obj = NULL;
3307                         }
3308                 }
3309         }
3310         put_mems_allowed();
3311         return obj;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * A interface to enable slab creation on nodeid
3316  */
3317 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3318                                 int nodeid)
3319 {
3320         struct list_head *entry;
3321         struct slab *slabp;
3322         struct kmem_list3 *l3;
3323         void *obj;
3324         int x;
3325
3326         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3327         BUG_ON(!l3);
3328
3329 retry:
3330         check_irq_off();
3331         spin_lock(&l3->list_lock);
3332         entry = l3->slabs_partial.next;
3333         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3334                 l3->free_touched = 1;
3335                 entry = l3->slabs_free.next;
3336                 if (entry == &l3->slabs_free)
3337                         goto must_grow;
3338         }
3339
3340         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3341         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3342         check_slabp(cachep, slabp);
3343
3344         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3345         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3346         STATS_SET_HIGH(cachep);
3347
3348         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3349
3350         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3351         check_slabp(cachep, slabp);
3352         l3->free_objects--;
3353         /* move slabp to correct slabp list: */
3354         list_del(&slabp->list);
3355
3356         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3357                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3358         else
3359                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3360
3361         spin_unlock(&l3->list_lock);
3362         goto done;
3363
3364 must_grow:
3365         spin_unlock(&l3->list_lock);
3366         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3367         if (x)
3368                 goto retry;
3369
3370         return fallback_alloc(cachep, flags);
3371
3372 done:
3373         return obj;
3374 }
3375
3376 /**
3377  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3378  * @cachep: The cache to allocate from.
3379  * @flags: See kmalloc().
3380  * @nodeid: node number of the target node.
3381  * @caller: return address of caller, used for debug information
3382  *
3383  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3384  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3385  *
3386  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3387  */
3388 static __always_inline void *
3389 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3390                    void *caller)
3391 {
3392         unsigned long save_flags;
3393         void *ptr;
3394         int slab_node = numa_mem_id();
3395
3396         flags &= gfp_allowed_mask;
3397
3398         lockdep_trace_alloc(flags);
3399
3400         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3401                 return NULL;
3402
3403         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3404         local_irq_save(save_flags);
3405
3406         if (nodeid == -1)
3407                 nodeid = slab_node;
3408
3409         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3410                 /* Node not bootstrapped yet */
3411                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3412                 goto out;
3413         }
3414
3415         if (nodeid == slab_node) {
3416                 /*
3417                  * Use the locally cached objects if possible.
3418                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3419                  * to other nodes. It may fail while we still have
3420                  * objects on other nodes available.
3421                  */
3422                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3423                 if (ptr)
3424                         goto out;
3425         }
3426         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3427         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3428   out:
3429         local_irq_restore(save_flags);
3430         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3431         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3432                                  flags);
3433
3434         if (likely(ptr))
3435                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3436
3437         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3438                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3439
3440         return ptr;
3441 }
3442
3443 static __always_inline void *
3444 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3445 {
3446         void *objp;
3447
3448         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3449                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3450                 if (objp)
3451                         goto out;
3452         }
3453         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3454
3455         /*
3456          * We may just have run out of memory on the local node.
3457          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3458          */
3459         if (!objp)
3460                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3461
3462   out:
3463         return objp;
3464 }
3465 #else
3466
3467 static __always_inline void *
3468 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3469 {
3470         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3471 }
3472
3473 #endif /* CONFIG_NUMA */
3474
3475 static __always_inline void *
3476 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3477 {
3478         unsigned long save_flags;
3479         void *objp;
3480
3481         flags &= gfp_allowed_mask;
3482
3483         lockdep_trace_alloc(flags);
3484
3485         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3486                 return NULL;
3487
3488         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3489         local_irq_save(save_flags);
3490         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3491         local_irq_restore(save_flags);
3492         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3493         kmemleak_alloc_recursive(objp, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3494                                  flags);
3495         prefetchw(objp);
3496
3497         if (likely(objp))
3498                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, obj_size(cachep));
3499
3500         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3501                 memset(objp, 0, obj_size(cachep));
3502
3503         return objp;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3508  */
3509 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3510                        int node)
3511 {
3512         int i;
3513         struct kmem_list3 *l3;
3514
3515         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3516                 void *objp = objpp[i];
3517                 struct slab *slabp;
3518
3519                 slabp = virt_to_slab(objp);
3520                 l3 = cachep->nodelists[node];
3521                 list_del(&slabp->list);
3522                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3523                 check_slabp(cachep, slabp);
3524                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3525                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3526                 l3->free_objects++;
3527                 check_slabp(cachep, slabp);
3528
3529                 /* fixup slab chains */
3530                 if (slabp->inuse == 0) {
3531                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3532                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3533                                 /* No need to drop any previously held
3534                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3535                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3536                                  * a different cache, refer to comments before
3537                                  * alloc_slabmgmt.
3538                                  */
3539                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3540                         } else {
3541                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3542                         }
3543                 } else {
3544                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3545                          * partial list on free - maximum time for the
3546                          * other objects to be freed, too.
3547                          */
3548                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3549                 }
3550         }
3551 }
3552
3553 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3554 {
3555         int batchcount;
3556         struct kmem_list3 *l3;
3557         int node = numa_mem_id();
3558
3559         batchcount = ac->batchcount;
3560 #if DEBUG
3561         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3562 #endif
3563         check_irq_off();
3564         l3 = cachep->nodelists[node];
3565         spin_lock(&l3->list_lock);
3566         if (l3->shared) {
3567                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3568                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3569                 if (max) {
3570                         if (batchcount > max)
3571                                 batchcount = max;
3572                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3573                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3574                         shared_array->avail += batchcount;
3575                         goto free_done;
3576                 }
3577         }
3578
3579         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3580 free_done:
3581 #if STATS
3582         {
3583                 int i = 0;
3584                 struct list_head *p;
3585
3586                 p = l3->slabs_free.next;
3587                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3588                         struct slab *slabp;
3589
3590                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3591                         BUG_ON(slabp->inuse);
3592
3593                         i++;
3594                         p = p->next;
3595                 }
3596                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3597         }
3598 #endif
3599         spin_unlock(&l3->list_lock);
3600         ac->avail -= batchcount;
3601         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3606  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3607  */
3608 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3609 {
3610         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3611
3612         check_irq_off();
3613         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3614         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3615
3616         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, obj_size(cachep));
3617
3618         /*
3619          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3620          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3621          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3622          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3623          * the cache.
3624          */
3625         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3626                 return;
3627
3628         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3629                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3630                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3631                 return;
3632         } else {
3633                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3634                 cache_flusharray(cachep, ac);
3635                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3636         }
3637 }
3638
3639 /**
3640  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3641  * @cachep: The cache to allocate from.
3642  * @flags: See kmalloc().
3643  *
3644  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3645  * if the cache has no available objects.
3646  */
3647 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3648 {
3649         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3650
3651         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3652                                obj_size(cachep), cachep->buffer_size, flags);
3653
3654         return ret;
3655 }
3656 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3657
3658 #ifdef CONFIG_TRACING
3659 void *
3660 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3661 {
3662         void *ret;
3663
3664         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3665
3666         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3667                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3668         return ret;
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3671 #endif
3672
3673 #ifdef CONFIG_NUMA
3674 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3675 {
3676         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3677                                        __builtin_return_address(0));
3678
3679         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3680                                     obj_size(cachep), cachep->buffer_size,
3681                                     flags, nodeid);
3682
3683         return ret;
3684 }
3685 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3686
3687 #ifdef CONFIG_TRACING
3688 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3689                                   struct kmem_cache *cachep,
3690                                   gfp_t flags,
3691                                   int nodeid)
3692 {
3693         void *ret;
3694
3695         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3696                                   __builtin_return_address(0));
3697         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3698                            size, slab_buffer_size(cachep),
3699                            flags, nodeid);
3700         return ret;
3701 }
3702 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3703 #endif
3704
3705 static __always_inline void *
3706 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3707 {
3708         struct kmem_cache *cachep;
3709
3710         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3711         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3712                 return cachep;
3713         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3714 }
3715
3716 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3717 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3718 {
3719         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3720                         __builtin_return_address(0));
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3723
3724 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3725                 int node, unsigned long caller)
3726 {
3727         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3728 }
3729 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3730 #else
3731 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3732 {
3733         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3734 }
3735 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3736 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3737 #endif /* CONFIG_NUMA */
3738
3739 /**
3740  * __do_kmalloc - allocate memory
3741  * @size: how many bytes of memory are required.
3742  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3743  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3744  */
3745 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3746                                           void *caller)
3747 {
3748         struct kmem_cache *cachep;
3749         void *ret;
3750
3751         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3752          * __ with kmem_.
3753          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3754          * functions.
3755          */
3756         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3757         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3758                 return cachep;
3759         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3760
3761         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3762                       size, cachep->buffer_size, flags);
3763
3764         return ret;
3765 }
3766
3767
3768 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3769 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3770 {
3771         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3772 }
3773 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3774
3775 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3776 {
3777         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3780
3781 #else
3782 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3783 {
3784         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3785 }
3786 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3787 #endif
3788
3789 /**
3790  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3791  * @cachep: The cache the allocation was from.
3792  * @objp: The previously allocated object.
3793  *
3794  * Free an object which was previously allocated from this
3795  * cache.
3796  */
3797 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3798 {
3799         unsigned long flags;
3800
3801         local_irq_save(flags);
3802         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(cachep));
3803         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3804                 debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(cachep));
3805         __cache_free(cachep, objp);
3806         local_irq_restore(flags);
3807
3808         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3809 }
3810 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3811
3812 /**
3813  * kfree - free previously allocated memory
3814  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3815  *
3816  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3817  *
3818  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3819  * or you will run into trouble.
3820  */
3821 void kfree(const void *objp)
3822 {
3823         struct kmem_cache *c;
3824         unsigned long flags;
3825
3826         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3827
3828         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3829                 return;
3830         local_irq_save(flags);
3831         kfree_debugcheck(objp);
3832         c = virt_to_cache(objp);
3833         debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3834         debug_check_no_obj_freed(objp, obj_size(c));
3835         __cache_free(c, (void *)objp);
3836         local_irq_restore(flags);
3837 }
3838 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3839
3840 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3841 {
3842         return obj_size(cachep);
3843 }
3844 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3845
3846 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3847 {
3848         return cachep->name;
3849 }
3850 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3851
3852 /*
3853  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3854  */
3855 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3856 {
3857         int node;
3858         struct kmem_list3 *l3;
3859         struct array_cache *new_shared;
3860         struct array_cache **new_alien = NULL;
3861
3862         for_each_online_node(node) {
3863
3864                 if (use_alien_caches) {
3865                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3866                         if (!new_alien)
3867                                 goto fail;
3868                 }
3869
3870                 new_shared = NULL;
3871                 if (cachep->shared) {
3872                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3873                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3874                                         0xbaadf00d, gfp);
3875                         if (!new_shared) {
3876                                 free_alien_cache(new_alien);
3877                                 goto fail;
3878                         }
3879                 }
3880
3881                 l3 = cachep->nodelists[node];
3882                 if (l3) {
3883                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3884
3885                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3886
3887                         if (shared)
3888                                 free_block(cachep, shared->entry,
3889                                                 shared->avail, node);
3890
3891                         l3->shared = new_shared;
3892                         if (!l3->alien) {
3893                                 l3->alien = new_alien;
3894                                 new_alien = NULL;
3895                         }
3896                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3897                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3898                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3899                         kfree(shared);
3900                         free_alien_cache(new_alien);
3901                         continue;
3902                 }
3903                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3904                 if (!l3) {
3905                         free_alien_cache(new_alien);
3906                         kfree(new_shared);
3907                         goto fail;
3908                 }
3909
3910                 kmem_list3_init(l3);
3911                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3912                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3913                 l3->shared = new_shared;
3914                 l3->alien = new_alien;
3915                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3916                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3917                 cachep->nodelists[node] = l3;
3918         }
3919         return 0;
3920
3921 fail:
3922         if (!cachep->next.next) {
3923                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3924                 node--;
3925                 while (node >= 0) {
3926                         if (cachep->nodelists[node]) {
3927                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3928
3929                                 kfree(l3->shared);
3930                                 free_alien_cache(l3->alien);
3931                                 kfree(l3);
3932                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
3933                         }
3934                         node--;
3935                 }
3936         }
3937         return -ENOMEM;
3938 }
3939
3940 struct ccupdate_struct {
3941         struct kmem_cache *cachep;
3942         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3943 };
3944
3945 static void do_ccupdate_local(void *info)
3946 {
3947         struct ccupdate_struct *new = info;
3948         struct array_cache *old;
3949
3950         check_irq_off();
3951         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3952
3953         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3954         new->new[smp_processor_id()] = old;
3955 }
3956
3957 /* Always called with the cache_chain_mutex held */
3958 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3959                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3960 {
3961         struct ccupdate_struct *new;
3962         int i;
3963
3964         new = kzalloc(sizeof(*new), gfp);
3965         if (!new)
3966                 return -ENOMEM;
3967
3968         for_each_online_cpu(i) {
3969                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3970                                                 batchcount, gfp);
3971                 if (!new->new[i]) {
3972                         for (i--; i >= 0; i--)
3973                                 kfree(new->new[i]);
3974                         kfree(new);
3975                         return -ENOMEM;
3976                 }
3977         }
3978         new->cachep = cachep;
3979
3980         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3981
3982         check_irq_on();
3983         cachep->batchcount = batchcount;
3984         cachep->limit = limit;
3985         cachep->shared = shared;
3986
3987         for_each_online_cpu(i) {
3988                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3989                 if (!ccold)
3990                         continue;
3991                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3992                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3993                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3994                 kfree(ccold);
3995         }
3996         kfree(new);
3997         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3998 }
3999
4000 /* Called with cache_chain_mutex held always */
4001 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4002 {
4003         int err;
4004         int limit, shared;
4005
4006         /*
4007          * The head array serves three purposes:
4008          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4009          * - reduce the number of spinlock operations.
4010          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4011          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4012          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4013          * Bonwick.
4014          */
4015         if (cachep->buffer_size > 131072)
4016                 limit = 1;
4017         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
4018                 limit = 8;
4019         else if (cachep->buffer_size > 1024)
4020                 limit = 24;
4021         else if (cachep->buffer_size > 256)
4022                 limit = 54;
4023         else
4024                 limit = 120;
4025
4026         /*
4027          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4028          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4029          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4030          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4031          * replaces Bonwick's magazine layer.
4032          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4033          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4034          */
4035         shared = 0;
4036         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4037                 shared = 8;
4038
4039 #if DEBUG
4040         /*
4041          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4042          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4043          */
4044         if (limit > 32)
4045                 limit = 32;
4046 #endif
4047         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4048         if (err)
4049                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4050                        cachep->name, -err);
4051         return err;
4052 }
4053
4054 /*
4055  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4056  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4057  * if drain_array() is used on the shared array.
4058  */
4059 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4060                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4061 {
4062         int tofree;
4063
4064         if (!ac || !ac->avail)
4065                 return;
4066         if (ac->touched && !force) {
4067                 ac->touched = 0;
4068         } else {
4069                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4070                 if (ac->avail) {
4071                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4072                         if (tofree > ac->avail)
4073                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4074                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4075                         ac->avail -= tofree;
4076                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4077                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4078                 }
4079                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4080         }
4081 }
4082
4083 /**
4084  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4085  * @w: work descriptor
4086  *
4087  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4088  * Purpose:
4089  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4090  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4091  *
4092  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4093  * again on the next iteration.
4094  */
4095 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4096 {
4097         struct kmem_cache *searchp;
4098         struct kmem_list3 *l3;
4099         int node = numa_mem_id();
4100         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4101
4102         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex))
4103                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4104                 goto out;
4105
4106         list_for_each_entry(searchp, &cache_chain, next) {
4107                 check_irq_on();
4108
4109                 /*
4110                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4111                  * have established with reasonable certainty that
4112                  * we can do some work if the lock was obtained.
4113                  */
4114                 l3 = searchp->nodelists[node];
4115
4116                 reap_alien(searchp, l3);
4117
4118                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4119
4120                 /*
4121                  * These are racy checks but it does not matter
4122                  * if we skip one check or scan twice.
4123                  */
4124                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4125                         goto next;
4126
4127                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4128
4129                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4130
4131                 if (l3->free_touched)
4132                         l3->free_touched = 0;
4133                 else {
4134                         int freed;
4135
4136                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4137                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4138                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4139                 }
4140 next:
4141                 cond_resched();
4142         }
4143         check_irq_on();
4144         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4145         next_reap_node();
4146 out:
4147         /* Set up the next iteration */
4148         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4149 }
4150
4151 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4152
4153 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4154 {
4155         /*
4156          * Output format version, so at least we can change it
4157          * without _too_ many complaints.
4158          */
4159 #if STATS
4160         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4161 #else
4162         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4163 #endif
4164         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4165                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4166         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4167         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4168 #if STATS
4169         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4170                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4171         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4172 #endif
4173         seq_putc(m, '\n');
4174 }
4175
4176 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4177 {
4178         loff_t n = *pos;
4179
4180         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4181         if (!n)
4182                 print_slabinfo_header(m);
4183
4184         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4185 }
4186
4187 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4188 {
4189         return seq_list_next(p, &cache_chain, pos);
4190 }
4191
4192 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4193 {
4194         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4195 }
4196
4197 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4198 {
4199         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4200         struct slab *slabp;
4201         unsigned long active_objs;
4202         unsigned long num_objs;
4203         unsigned long active_slabs = 0;
4204         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4205         const char *name;
4206         char *error = NULL;
4207         int node;
4208         struct kmem_list3 *l3;
4209
4210         active_objs = 0;
4211         num_slabs = 0;
4212         for_each_online_node(node) {
4213                 l3 = cachep->nodelists[node];
4214                 if (!l3)
4215                         continue;
4216
4217                 check_irq_on();
4218                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4219
4220                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4221                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4222                                 error = "slabs_full accounting error";
4223                         active_objs += cachep->num;
4224                         active_slabs++;
4225                 }
4226                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4227                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4228                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4229                         if (!slabp->inuse && !error)
4230                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4231                         active_objs += slabp->inuse;
4232                         active_slabs++;
4233                 }
4234                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4235                         if (slabp->inuse && !error)
4236                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4237                         num_slabs++;
4238                 }
4239                 free_objects += l3->free_objects;
4240                 if (l3->shared)
4241                         shared_avail += l3->shared->avail;
4242
4243                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4244         }
4245         num_slabs += active_slabs;
4246         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4247         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4248                 error = "free_objects accounting error";
4249
4250         name = cachep->name;
4251         if (error)
4252                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4253
4254         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4255                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
4256                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4257         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4258                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4259         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4260                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4261 #if STATS
4262         {                       /* list3 stats */
4263                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4264                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4265                 unsigned long grown = cachep->grown;
4266                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4267                 unsigned long errors = cachep->errors;
4268                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4269                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4270                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4271                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4272
4273                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4274                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4275                            allocs, high, grown,
4276                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4277                            node_frees, overflows);
4278         }
4279         /* cpu stats */
4280         {
4281                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4282                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4283                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4284                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4285
4286                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4287                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4288         }
4289 #endif
4290         seq_putc(m, '\n');
4291         return 0;
4292 }
4293
4294 /*
4295  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4296  *
4297  * Output layout:
4298  * cache-name
4299  * num-active-objs
4300  * total-objs
4301  * object size
4302  * num-active-slabs
4303  * total-slabs
4304  * num-pages-per-slab
4305  * + further values on SMP and with statistics enabled
4306  */
4307
4308 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4309         .start = s_start,
4310         .next = s_next,
4311         .stop = s_stop,
4312         .show = s_show,
4313 };
4314
4315 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4316 /**
4317  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4318  * @file: unused
4319  * @buffer: user buffer
4320  * @count: data length
4321  * @ppos: unused
4322  */
4323 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4324                        size_t count, loff_t *ppos)
4325 {
4326         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4327         int limit, batchcount, shared, res;
4328         struct kmem_cache *cachep;
4329
4330         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4331                 return -EINVAL;
4332         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4333                 return -EFAULT;
4334         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4335
4336         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4337         if (!tmp)
4338                 return -EINVAL;
4339         *tmp = '\0';
4340         tmp++;
4341         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4342                 return -EINVAL;
4343
4344         /* Find the cache in the chain of caches. */
4345         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4346         res = -EINVAL;
4347         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
4348                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4349                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4350                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4351                                 res = 0;
4352                         } else {
4353                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4354                                                        batchcount, shared,
4355                                                        GFP_KERNEL);
4356                         }
4357                         break;
4358                 }
4359         }
4360         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4361         if (res >= 0)
4362                 res = count;
4363         return res;
4364 }
4365
4366 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4367 {
4368         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4369 }
4370
4371 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4372         .open           = slabinfo_open,
4373         .read           = seq_read,
4374         .write          = slabinfo_write,
4375         .llseek         = seq_lseek,
4376         .release        = seq_release,
4377 };
4378
4379 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4380
4381 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4382 {
4383         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4384         return seq_list_start(&cache_chain, *pos);
4385 }
4386
4387 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4388 {
4389         unsigned long *p;
4390         int l;
4391         if (!v)
4392                 return 1;
4393         l = n[1];
4394         p = n + 2;
4395         while (l) {
4396                 int i = l/2;
4397                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4398                 if (*q == v) {
4399                         q[1]++;
4400                         return 1;
4401                 }
4402                 if (*q > v) {
4403                         l = i;
4404                 } else {
4405                         p = q + 2;
4406                         l -= i + 1;
4407                 }
4408         }
4409         if (++n[1] == n[0])
4410                 return 0;
4411         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4412         p[0] = v;
4413         p[1] = 1;
4414         return 1;
4415 }
4416
4417 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4418 {
4419         void *p;
4420         int i;
4421         if (n[0] == n[1])
4422                 return;
4423         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->buffer_size) {
4424                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4425                         continue;
4426                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4427                         return;
4428         }
4429 }
4430
4431 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4432 {
4433 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4434         unsigned long offset, size;
4435         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4436
4437         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4438                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4439                 if (modname[0])
4440                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4441                 return;
4442         }
4443 #endif
4444         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4445 }
4446
4447 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4448 {
4449         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
4450         struct slab *slabp;
4451         struct kmem_list3 *l3;
4452         const char *name;
4453         unsigned long *n = m->private;
4454         int node;
4455         int i;
4456
4457         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4458                 return 0;
4459         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4460                 return 0;
4461
4462         /* OK, we can do it */
4463
4464         n[1] = 0;
4465
4466         for_each_online_node(node) {
4467                 l3 = cachep->nodelists[node];
4468                 if (!l3)
4469                         continue;
4470
4471                 check_irq_on();
4472                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4473
4474                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4475                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4476                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4477                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4478                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4479         }
4480         name = cachep->name;
4481         if (n[0] == n[1]) {
4482                 /* Increase the buffer size */
4483                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
4484                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4485                 if (!m->private) {
4486                         /* Too bad, we are really out */
4487                         m->private = n;
4488                         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4489                         return -ENOMEM;
4490                 }
4491                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4492                 kfree(n);
4493                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
4494                 /* Now make sure this entry will be retried */
4495                 m->count = m->size;
4496                 return 0;
4497         }
4498         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4499                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4500                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4501                 seq_putc(m, '\n');
4502         }
4503
4504         return 0;
4505 }
4506
4507 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4508         .start = leaks_start,
4509         .next = s_next,
4510         .stop = s_stop,
4511         .show = leaks_show,
4512 };
4513
4514 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4515 {
4516         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4517         int ret = -ENOMEM;
4518         if (n) {
4519                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4520                 if (!ret) {
4521                         struct seq_file *m = file->private_data;
4522                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4523                         m->private = n;
4524                         n = NULL;
4525                 }
4526                 kfree(n);
4527         }
4528         return ret;
4529 }
4530
4531 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4532         .open           = slabstats_open,
4533         .read           = seq_read,
4534         .llseek         = seq_lseek,
4535         .release        = seq_release_private,
4536 };
4537 #endif
4538
4539 static int __init slab_proc_init(void)
4540 {
4541         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUGO,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4542 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4543         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4544 #endif
4545         return 0;
4546 }
4547 module_init(slab_proc_init);
4548 #endif
4549
4550 /**
4551  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4552  * @objp: Pointer to the object
4553  *
4554  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4555  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4556  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4557  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4558  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4559  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4560  * must not be freed during the duration of the call.
4561  */
4562 size_t ksize(const void *objp)
4563 {
4564         BUG_ON(!objp);
4565         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4566                 return 0;
4567
4568         return obj_size(virt_to_cache(objp));
4569 }
4570 EXPORT_SYMBOL(ksize);